WO2019163375A1 - Biosignal measurement device, electroencephalograph, and control method - Google Patents

Biosignal measurement device, electroencephalograph, and control method Download PDF

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秋憲 松本
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    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/377Electroencephalography [EEG] using evoked responses

Definitions

  • the present invention relates to a biological signal measuring device, an electroencephalograph, a control method, and the like.
  • the present invention provides a biological signal measuring device, an electroencephalograph, a control method, and a program that can superimpose a pulse on a biological signal detected by an electrode that contacts the living body.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an example of the shape and schematic configuration of the headset 10.
  • FIG. 2A shows a headphone type headset
  • FIG. 2B shows a band type headset.
  • the subject 5 wears the headset 10 shown in FIGS. 2A and 2B on the head.
  • the application processing unit 26 receives an operation signal from the operation signal acquisition unit 21 and a biological signal from the biological signal processing unit 23, and performs a predetermined process for executing the current application.
  • the predetermined processing includes, for example, game progress in the game app, recording / data management / display in the health management app, question / score / result display in the learning app, and the like.
  • the second capacitive element 59b capacitively couples the output terminal of the second pulse generator 56b and the input terminal of the second amplifier circuit 52b.
  • the second capacitive element 59b is an element for superimposing the second trigger pulse on the biological signal.
  • the capacitance value of the second capacitive element 59b is, for example, 100 pF.
  • the first electrode is a measurement electrode 51a for measuring the potential of a biological signal.

Abstract

A biosignal measurement device (10b) comprising: a first pulse generator (56a) that outputs a first trigger pulse; a first amplification circuit (52a) to which a biosignal detected by a first electrode in contact with a living body is input; and a first capacitive element (59a) for superimposing the first trigger pulse on the biosignal, that capacitively couples an output terminal of the first pulse generator (56a) and an input terminal of the first amplification circuit (52a).

Description

生体信号計測装置、脳波計、及び、制御方法Biological signal measuring apparatus, electroencephalograph, and control method
 本発明は、生体信号計測装置、脳波計、及び、制御方法などに関する。 The present invention relates to a biological signal measuring device, an electroencephalograph, a control method, and the like.
 被験者の脳波または心拍数等を生体信号として計測する生体信号計測装置が知られている。このような生体信号計測装置の一例として、特許文献1には、脳波、脳磁界、筋電位等の生体情報データを入力として、誘発波形を求める誘発波形計算装置が開示されている。 A biological signal measuring apparatus that measures a subject's brain wave or heart rate as a biological signal is known. As an example of such a biological signal measuring apparatus, Patent Document 1 discloses an evoked waveform calculation apparatus that obtains an evoked waveform by inputting biological information data such as an electroencephalogram, a brain magnetic field, and a myoelectric potential.
特開平10-80409号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-80409
 本発明は、生体に接触する電極によって検出される生体信号にパルスを重畳することができる生体信号計測装置、脳波計、制御方法、及び、プログラムを提供する。 The present invention provides a biological signal measuring device, an electroencephalograph, a control method, and a program that can superimpose a pulse on a biological signal detected by an electrode that contacts the living body.
 本発明の一態様に係る生体信号計測装置は、第一パルスを出力する第一パルス発生器と、生体に接触する第一電極によって検出される生体信号が入力される第一増幅回路と、前記第一パルス発生器の出力端子及び前記第一増幅回路の入力端子を容量結合する、前記第一パルスを前記生体信号に重畳するための第一容量素子とを備える。 A biological signal measuring apparatus according to an aspect of the present invention includes a first pulse generator that outputs a first pulse, a first amplifier circuit that receives a biological signal detected by a first electrode that contacts the living body, And a first capacitive element for capacitively coupling the output terminal of the first pulse generator and the input terminal of the first amplifier circuit for superimposing the first pulse on the biological signal.
 本発明の一態様に係る脳波計は、前記生体信号計測装置と、前記生体の頭部に前記第一電極を接触させる装着部とを備える。 An electroencephalograph according to an aspect of the present invention includes the biological signal measuring device and a mounting portion that brings the first electrode into contact with the head of the living body.
 本発明の一態様に係る制御方法は、生体信号計測装置の制御方法であって、前記生体信号計測装置は、第一パルスを出力する第一パルス発生器と、生体に接触する第一電極によって検出される生体信号が入力される第一増幅回路と、前記第一パルス発生器の出力端子及び前記第一増幅回路の入力端子を容量結合する、前記第一パルスを前記生体信号に重畳するための容量素子と、前記容量素子及び前記第一増幅回路の入力端子の間に接続されたスイッチ素子とを備え、前記制御方法は、前記スイッチ素子をオフする第一計測モードの動作、及び、前記スイッチ素子をオンすることにより、前記第一パルスを前記生体信号に重畳することが可能な第二計測モードの動作を行う。 The control method which concerns on 1 aspect of this invention is a control method of a biological signal measuring device, Comprising: The said biological signal measuring device is the 1st pulse generator which outputs a 1st pulse, and the 1st electrode which contacts a biological body. To superimpose the first pulse on the biological signal, capacitively coupling the first amplifier circuit to which the detected biological signal is input, the output terminal of the first pulse generator and the input terminal of the first amplifier circuit. And a switching element connected between the capacitive element and the input terminal of the first amplifier circuit, and the control method includes an operation in a first measurement mode for turning off the switching element, and By turning on the switch element, the operation in the second measurement mode in which the first pulse can be superimposed on the biological signal is performed.
 本発明の一態様に係るプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 The program according to an aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute the control method.
 本発明の生体信号計測装置、脳波計、制御方法、及び、プログラムは、生体信号にパルスを重畳することができる。 The biological signal measuring apparatus, electroencephalograph, control method, and program of the present invention can superimpose a pulse on a biological signal.
図1は、実施の形態に係る生体信号計測システムの構成を示す外観図である。FIG. 1 is an external view showing a configuration of a biological signal measurement system according to an embodiment. 図2Aは、ヘッドフォン型のヘッドセットの形状及び概略構成の一例を示す図である。FIG. 2A is a diagram illustrating an example of the shape and schematic configuration of a headphone headset. 図2Bは、バンド型のヘッドセットの形状及び概略構成の一例を示す図である。FIG. 2B is a diagram illustrating an example of the shape and schematic configuration of a band-type headset. 図3Aは、被験者の皮膚と接触する電極の接触面の形状の第一の例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a first example of a shape of a contact surface of an electrode that comes into contact with a subject's skin. 図3Bは、被験者の皮膚と接触する電極の接触面の形状の第二の例を示す図である。FIG. 3B is a diagram illustrating a second example of the shape of the contact surface of the electrode that contacts the skin of the subject. 図3Cは、被験者の皮膚と接触する電極の接触面の形状の第三の例を示す図である。FIG. 3C is a diagram illustrating a third example of the shape of the contact surface of the electrode that contacts the skin of the subject. 図3Dは、被験者の皮膚と接触する電極の接触面の形状の第四の例を示す図である。FIG. 3D is a diagram illustrating a fourth example of the shape of the contact surface of the electrode that contacts the skin of the subject. 図3Eは、被験者の皮膚と接触する電極の接触面の形状の第五の例を示す図である。FIG. 3E is a diagram illustrating a fifth example of the shape of the contact surface of the electrode that contacts the skin of the subject. 図4は、実施の形態に係る生体信号計測システムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the biological signal measurement system according to the embodiment. 図5は、ヘッドセット及び情報処理装置の詳細な構成を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing detailed configurations of the headset and the information processing apparatus. 図6は、ヘッドセットのハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of the headset. 図7は、情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the information processing apparatus. 図8は、実施の形態に係る生体信号計測システムの基本的な処理のフローを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a flow of basic processing of the biological signal measurement system according to the embodiment. 図9は、実施の形態に係る生体信号計測装置の詳細な構成を示す回路ブロック図である。FIG. 9 is a circuit block diagram showing a detailed configuration of the biological signal measuring apparatus according to the embodiment. 図10は、減衰回路の回路構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the attenuation circuit. 図11は、第一トリガパルスの使用例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of using the first trigger pulse. 図12は、生体信号計測装置の動作例のフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart of an operation example of the biological signal measuring apparatus. 図13は、生体信号処理部の詳細構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed configuration of the biological signal processing unit. 図14は、実施の形態に係る生体信号計測システムの表示動作例を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating a display operation example of the biological signal measurement system according to the embodiment. 図15は、第二計測モードにおける提示部での表示例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a display example in the presentation unit in the second measurement mode. 図16は、第一計測モードにおける提示部での表示例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a display example on the presentation unit in the first measurement mode. 図17は、実施の形態の変形例に係る生体信号計測装置の詳細な構成を示す回路ブロック図である。FIG. 17 is a circuit block diagram showing a detailed configuration of a biological signal measuring apparatus according to a modification of the embodiment. 図18Aは、アクティブ電極の外観を示す第一の模式図である。FIG. 18A is a first schematic diagram illustrating an appearance of an active electrode. 図18Bは、アクティブ電極の外観を示す第二の模式図である。FIG. 18B is a second schematic diagram illustrating the appearance of the active electrode.
 以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
 なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily shown strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to substantially the same structure, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified.
 (実施の形態)
 [生体信号計測システムの概要]
 図1は、実施の形態に係る生体信号計測システム100の構成を示す外観図である。図1では、計測の対象となる被験者5も併せて図示されている。
(Embodiment)
[Outline of biological signal measurement system]
FIG. 1 is an external view showing a configuration of a biological signal measurement system 100 according to an embodiment. In FIG. 1, a subject 5 to be measured is also shown.
 生体信号計測システム100は、被験者5の生体信号を計測するシステムであり、ヘッドセット10、情報処理装置20、及び、提示部30を備える。ヘッドセット10、情報処理装置20及び提示部30は、それぞれ有線通信又は無線通信によって接続され、装置間で情報を送受信する。 The biological signal measurement system 100 is a system that measures a biological signal of the subject 5 and includes a headset 10, an information processing device 20, and a presentation unit 30. The headset 10, the information processing device 20, and the presentation unit 30 are connected by wired communication or wireless communication, and transmit / receive information between the devices.
 ヘッドセット10は、生体信号を検出する装置の一例であり、後述する脳波計の構成を有する。被験者5の頭部には、複数の電極51(図2A及び図2B参照)が装着される。複数の電極51は、生体信号を計測する計測電極51aと、計測電極で計測した電位との差を計算するために用いられる基準電位を計測する参照電極51bとを含む。また、ヘッドセット10は、被験者5が生体信号計測システム100に対して操作情報を入力する操作入力装置10a(図5参照)を備え、所望の処理を実現するための操作が入力される。なお、生体信号計測システム100を構成する生体信号検出装置としては、脳波計に限られず、体、手、足等に貼り付けた電極から心電図信号(Electrocardiogram(ECG)信号)を検出する心電計であってもよい。 The headset 10 is an example of a device that detects a biological signal, and has a configuration of an electroencephalograph described later. A plurality of electrodes 51 (see FIGS. 2A and 2B) are attached to the head of the subject 5. The plurality of electrodes 51 includes a measurement electrode 51a that measures a biological signal and a reference electrode 51b that measures a reference potential used to calculate a difference between the potential measured by the measurement electrode. In addition, the headset 10 includes an operation input device 10a (see FIG. 5) in which the subject 5 inputs operation information to the biological signal measurement system 100, and an operation for realizing a desired process is input. The biological signal detection apparatus constituting the biological signal measurement system 100 is not limited to an electroencephalograph, but an electrocardiograph that detects an electrocardiogram signal (Electrocardiogram (ECG) signal) from electrodes attached to the body, hands, feet, and the like. It may be.
 情報処理装置20は、ヘッドセット10からの操作入力を受け取り、所定の処理を実施する。例えば、情報処理装置20は、コンピュータであってもよい。ここでいう「所定の処理」とは、ゲーム、健康管理、学習等、家庭用のコンピュータで実施されるようなアプリケーションの総称である。 The information processing apparatus 20 receives an operation input from the headset 10 and performs a predetermined process. For example, the information processing apparatus 20 may be a computer. The “predetermined processing” here is a general term for applications such as games, health management, learning, and the like that are implemented on a home computer.
 提示部30は、情報処理装置20で行われた処理結果を提示する出力デバイスである。ここでいう「提示する」とは、映像をディスプレイに表示すること、及び/又は音声をスピーカから出力することの両方を含む。すなわち、提示部30は、画像情報を表示し、又は、音響情報を出力するディスプレイ及び/又はスピーカである。 The presentation unit 30 is an output device that presents the results of processing performed by the information processing apparatus 20. “Present” here includes both displaying an image on a display and / or outputting sound from a speaker. That is, the presentation unit 30 is a display and / or a speaker that displays image information or outputs acoustic information.
 [ヘッドセットの構成]
 図2A及び図2Bは、ヘッドセット10の形状及び概略構成の一例を示す図である。図2Aは、ヘッドフォン型のヘッドセットを示し、図2Bは、バンド型のヘッドセットを示す。被験者5は、図2A及び図2Bに示されるヘッドセット10を頭部に装着する。
[Headset configuration]
2A and 2B are diagrams illustrating an example of the shape and schematic configuration of the headset 10. FIG. 2A shows a headphone type headset, and FIG. 2B shows a band type headset. The subject 5 wears the headset 10 shown in FIGS. 2A and 2B on the head.
 図2Aに示されるヘッドセット10は、被験者5の頭部に沿うようにアーチ状のヘッドフォン型の形状を有している。図2Aに示されるヘッドセット10は、図示されるように、複数の電極51、装着部40、及び耳当て46を備える。 The headset 10 shown in FIG. 2A has an arched headphone shape along the head of the subject 5. The headset 10 shown in FIG. 2A includes a plurality of electrodes 51, a mounting portion 40, and an ear pad 46, as shown.
 装着部40は、被験者5の頭部に装着される、複数の電極51が設けられたアーチ状の部材である。装着部40は、操作面43、外側面44及び装着面45を含む。外側面44は、被験者5がヘッドセット10を装着したときに被験者5の頭部と反対側に配置される面である。装着面45は、被験者5がヘッドセット10を装着したときに被験者5の頭部側に配置される面である。操作面43は、操作ボタン41及び表示部47を有する。複数の電極51は、ヘッドセット10の装着面45と、耳当て46の端であってヘッドセット10の装着面45と同一側の面とに設けられている。 The mounting part 40 is an arch-shaped member provided with a plurality of electrodes 51 that is mounted on the head of the subject 5. The mounting portion 40 includes an operation surface 43, an outer surface 44, and a mounting surface 45. The outer side surface 44 is a surface that is disposed on the side opposite to the head of the subject 5 when the subject 5 wears the headset 10. The wearing surface 45 is a surface arranged on the head side of the subject 5 when the subject 5 wears the headset 10. The operation surface 43 includes operation buttons 41 and a display unit 47. The plurality of electrodes 51 are provided on the mounting surface 45 of the headset 10 and the end of the ear pad 46 on the same side as the mounting surface 45 of the headset 10.
 被験者5は、ヘッドセット10を装着する前に、操作面43に配置された操作ボタン41を操作してヘッドセット10を起動し、その後に、ヘッドセット10を頭部に装着する。ヘッドセット10は、例えば、図2Aの紙面に向かって左の耳当て46が被験者5の右耳、図2Aの紙面に向かって右の耳当て46が被験者5の左耳に位置するように、被験者5の頭部に装着される。また、耳当て46は、被験者5の左右の耳を覆うように当てられる。装着面45に設けられた電極51は、被験者5の皮膚(つまり、頭皮)に当てられる。耳当て46の端に設けられた電極51は、被験者5の耳の後ろに当てられる。図2Aの紙面に向かって左の耳当て46の端に設けられた電極51は、後述するアース電極とし、図2Aの紙面に向かって右の耳当て46の端に設けられた電極51は後述する参照電極とし、その他の電極51は計測電極としてもよい。なお、アース電極及び参照電極の配置位置は、これに限られず、図2Aの紙面に向かって右の耳当て46の端に設けられた電極51をアース電極とし、図2Aの紙面に向かって左の耳当て46の端に設けられた電極51を参照電極としてもよい。 The test subject 5 activates the headset 10 by operating the operation button 41 arranged on the operation surface 43 before wearing the headset 10, and then attaches the headset 10 to the head. The headset 10 is, for example, such that the left ear pad 46 is located on the right ear of the subject 5 toward the paper surface of FIG. 2A and the right ear pad 46 is located on the left ear of the subject 5 toward the paper surface of FIG. It is worn on the head of the subject 5. The ear pad 46 is applied so as to cover the left and right ears of the subject 5. The electrode 51 provided on the mounting surface 45 is applied to the skin (that is, the scalp) of the subject 5. The electrode 51 provided at the end of the ear pad 46 is applied behind the ear of the subject 5. The electrode 51 provided at the end of the left ear pad 46 toward the paper surface of FIG. 2A is a ground electrode described later, and the electrode 51 provided at the end of the right ear pad 46 toward the paper surface of FIG. The other electrode 51 may be a measurement electrode. The arrangement position of the ground electrode and the reference electrode is not limited to this, and the electrode 51 provided at the end of the right ear pad 46 toward the paper surface of FIG. 2A is used as a ground electrode, and the left side of the paper surface of FIG. The electrode 51 provided at the end of the ear pad 46 may be used as a reference electrode.
 操作面43は、表示部47に操作の状態及びアプリケーションの処理結果等を表示する。 The operation surface 43 displays the operation state and the processing result of the application on the display unit 47.
 図2Bに示されるヘッドセット10は、被験者5の頭部に巻きつけて装着されるバンド型の形状を有している。このバンド型のヘッドセット10は、複数の電極51、及び、装着部40を備える。装着部40は、被験者5の頭部に装着される、複数の電極51が設けられた環状の部材である。装着部40は、操作面43、外側面44及び装着面45を含む。電極51、操作面43の構成は、図2Aに示されるヘッドフォン型のヘッドセット10と同様である。 The headset 10 shown in FIG. 2B has a band shape that is wound around the head of the subject 5 and attached. The band-type headset 10 includes a plurality of electrodes 51 and a mounting portion 40. The mounting part 40 is an annular member provided on the head of the subject 5 and provided with a plurality of electrodes 51. The mounting portion 40 includes an operation surface 43, an outer surface 44, and a mounting surface 45. The configuration of the electrode 51 and the operation surface 43 is the same as that of the headphone type headset 10 shown in FIG. 2A.
 被験者5はヘッドセット10を装着する前に、操作面43に配置された操作ボタン41を操作してヘッドセット10を起動し、その後に、バンド型のヘッドセット10の外側面44の半分(操作面43の側)が被験者5の額に来るように装着する。電極51は、装着面45に配置されており、被験者5の額に接触される。なお、複数の電極51のうちアース電極に相当する電極51及び参照電極に相当する電極51は、装着面45からリード線(図示せず)を延長して耳の後ろに当てる構成であってもよい。操作面43には、さらに表示部47が備えられ、表示部47に、操作の状態やアプリケーションの処理結果を表示することができる。なお、アース電極とは、一般的に言うグランド電極(接地電位を有する電極)のことではなく、被験者5において基準電位となる電位を有する電極のことをいう。 Before wearing the headset 10, the test subject 5 operates the operation button 41 arranged on the operation surface 43 to activate the headset 10, and then the half of the outer surface 44 of the band-type headset 10 (operation Wear so that the side of the surface 43 comes to the forehead of the subject 5. The electrode 51 is disposed on the mounting surface 45 and is in contact with the forehead of the subject 5. The electrode 51 corresponding to the ground electrode and the electrode 51 corresponding to the reference electrode among the plurality of electrodes 51 may be configured such that a lead wire (not shown) is extended from the mounting surface 45 and applied behind the ear. Good. The operation surface 43 is further provided with a display unit 47, which can display the operation state and the processing result of the application. Note that the earth electrode is not a ground electrode (an electrode having a ground potential) that is generally referred to, but an electrode having a potential that is a reference potential in the subject 5.
 [電極形状]
 図3A~図3Eは、被験者5の皮膚と接触する電極51の接触面の形状例を示す図である。電極51の材料は、導電性の物質によって構成される。電極51の材料の一例は、金、又は、銀である。望ましい電極51の材料は、銀-塩化銀(Ag/AgCl)である。銀-塩化銀は生体と接触した場合の分極が少なく、かつ分極電圧が安定しているためである。
[Electrode shape]
3A to 3E are diagrams showing examples of the shape of the contact surface of the electrode 51 that comes into contact with the skin of the subject 5. FIG. The material of the electrode 51 is composed of a conductive substance. An example of the material of the electrode 51 is gold or silver. A desirable material for the electrode 51 is silver-silver chloride (Ag / AgCl). This is because silver-silver chloride has little polarization when in contact with a living body and the polarization voltage is stable.
 電極51の接触面の形状は、医療用で使われる電極と同様の、図3Aに示される円形(例えば、直径10mm)でもよいし、それ以外にも、用途によってさまざまな形状としてもよい。例えば、図3Bに示されるような三角形や、図3Cに示されるように四角形又は正方形であってもよい。 The shape of the contact surface of the electrode 51 may be a circle (for example, a diameter of 10 mm) shown in FIG. 3A similar to the electrode used for medical purposes, or may have various shapes depending on the application. For example, it may be a triangle as shown in FIG. 3B or a quadrangle or a square as shown in FIG. 3C.
 また、ヘッドフォン型のヘッドセット10の装着面45に配置する電極51としては、図3Dに示されるように、複数の円柱(図中では5本)で構成された電極51としてもよい。この構成によれば、被験者5の皮膚に電極51を接触させるため、髪の毛をかき分けることができる。なお、各円柱における皮膚との接触面は、図3Dに示されるように円形であってもよいし、楕円等の他の形状であってもよい。また、電極51の形状は、円柱に限られず、角柱であってもよい。円柱又は角柱の数は、図3Dに示されるように5本であってもよいし、5本に限られず、適宜、変更してもよい。また、図3Dに示される個々の円柱の先端は、皮膚との接触面側に角が取れた(つまり、丸みをもつ)形状でもよい。これにより、各円柱と皮膚との接触面積を増加することができる。 Further, as the electrode 51 disposed on the mounting surface 45 of the headphone type headset 10, as shown in FIG. 3D, an electrode 51 composed of a plurality of columns (five in the figure) may be used. According to this configuration, since the electrode 51 is brought into contact with the skin of the subject 5, the hair can be separated. In addition, the contact surface with the skin in each column may be circular as shown in FIG. 3D, or may be another shape such as an ellipse. Further, the shape of the electrode 51 is not limited to a cylinder, and may be a prism. The number of cylinders or prisms may be five as shown in FIG. 3D, not limited to five, and may be changed as appropriate. Moreover, the tip of each cylinder shown in FIG. 3D may have a shape with a rounded corner (that is, a roundness) on the side of the contact surface with the skin. Thereby, the contact area of each cylinder and skin can be increased.
 また、図3Eに示されるように、電極51の形状は、被験者5の皮膚との接触面が同心円状である電極51であってもよい。この形状の電極51は、例えば図2Aのヘッドフォン型のヘッドセット10の耳当て46又は図2Bのバンド型のヘッドセット10で用いられ、額や耳の後ろなど、髪の毛の無い箇所に接触される。図3Eに示される形状の電極51は、図3Dに示される形状の電極51に比べて皮膚への圧力が緩和されるので、被験者5が受ける負担が緩和される。 Further, as shown in FIG. 3E, the shape of the electrode 51 may be an electrode 51 whose contact surface with the skin of the subject 5 is concentric. The electrode 51 having this shape is used, for example, in the ear pad 46 of the headphone type headset 10 shown in FIG. 2A or the band type headset 10 shown in FIG. 2B, and is brought into contact with a portion having no hair such as the forehead or behind the ear. . Since the electrode 51 having the shape shown in FIG. 3E has a reduced pressure on the skin as compared with the electrode 51 having the shape shown in FIG. 3D, the burden on the subject 5 is reduced.
 [生体信号計測システムの構成]
 図4は、生体信号計測システム100の全体構成を示すブロック図である。上述したように、生体信号計測システム100は、ヘッドセット10、情報処理装置20及び提示部30を備える。ヘッドセット10は、操作入力装置10a及び生体信号計測装置10bを備える。
[Configuration of biological signal measurement system]
FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the biological signal measurement system 100. As described above, the biological signal measurement system 100 includes the headset 10, the information processing device 20, and the presentation unit 30. The headset 10 includes an operation input device 10a and a biological signal measurement device 10b.
 ヘッドセット10は、操作入力装置10aにおいて被験者5の操作入力を受け、生体信号計測装置10bにおいて操作時の被験者5の生体信号を計測する。ヘッドセット10で計測された生体信号は、情報処理装置20に送信される。 The headset 10 receives the operation input of the subject 5 in the operation input device 10a, and measures the biological signal of the subject 5 during the operation in the biological signal measurement device 10b. The biological signal measured by the headset 10 is transmitted to the information processing apparatus 20.
 情報処理装置20は、操作入力装置10a又は生体信号計測装置10bからの入力を受けて、所定の処理を実施し、提示部30に対して処理結果を出力する。ヘッドセット10と情報処理装置20とは、無線通信又は有線通信によって接続される。 The information processing device 20 receives an input from the operation input device 10a or the biological signal measurement device 10b, performs a predetermined process, and outputs a processing result to the presentation unit 30. The headset 10 and the information processing apparatus 20 are connected by wireless communication or wired communication.
 図5は、ヘッドセット10及び情報処理装置20の詳細な構成を示す機能ブロック図である。ここでは、ヘッドセット10と情報処理装置20とが無線通信によって接続される場合を例として説明する。 FIG. 5 is a functional block diagram showing detailed configurations of the headset 10 and the information processing apparatus 20. Here, a case where the headset 10 and the information processing apparatus 20 are connected by wireless communication will be described as an example.
 操作入力装置10aは、操作入力部11及び操作信号出力部12を備える。 The operation input device 10a includes an operation input unit 11 and an operation signal output unit 12.
 操作入力部11は、操作ボタン41(図2A及び図2B参照)から入力された操作入力情報を取得し、操作の内容を判定する入力器である。操作信号出力部12は、操作入力部11で取得された操作入力情報を情報処理装置20に送信する送信器である。操作入力部11で取得された操作入力情報は、操作信号出力部12から情報処理装置20に向けて送信される。 The operation input unit 11 is an input device that acquires operation input information input from the operation button 41 (see FIGS. 2A and 2B) and determines the content of the operation. The operation signal output unit 12 is a transmitter that transmits the operation input information acquired by the operation input unit 11 to the information processing apparatus 20. The operation input information acquired by the operation input unit 11 is transmitted from the operation signal output unit 12 to the information processing apparatus 20.
 生体信号計測装置10bは、電極部13、生体信号増幅部14及び生体信号出力部15を備える。 The biological signal measuring device 10 b includes an electrode unit 13, a biological signal amplification unit 14, and a biological signal output unit 15.
 電極部13は、複数の電極51で構成される。複数の電極51は、上述したように、計測電極と参照電極とで構成される。複数の電極51は、例えば、被験者5の皮膚に接触する位置に配置される。 The electrode unit 13 includes a plurality of electrodes 51. As described above, the plurality of electrodes 51 includes the measurement electrode and the reference electrode. The plurality of electrodes 51 are, for example, arranged at positions that come into contact with the skin of the subject 5.
 生体信号増幅部14は、複数の電極51の間の電位差に相当する生体信号を増幅するアンプである。具体的には、生体信号増幅部14は、被験者5の皮膚に配置された計測電極51a(図6参照)と、複数の電極51のうち被験者5の耳の後ろに配置された参照電極51b(図6参照)との間の電位差を計測し、計測した電位差を増幅する。増幅された電位差は、例えば、生体信号増幅部14に設けられたA/Dコンバータ(図示せず)によりデジタル信号に変換される。生体信号出力部15は、生体信号増幅部14で増幅された電位差を情報処理装置20に送信する送信器である。生体信号増幅部14においてデジタル値に変換された生体信号の電位差は、生体信号出力部15より情報処理装置20に送信される。 The biological signal amplification unit 14 is an amplifier that amplifies a biological signal corresponding to a potential difference between the plurality of electrodes 51. Specifically, the biological signal amplification unit 14 includes a measurement electrode 51a (see FIG. 6) disposed on the skin of the subject 5 and a reference electrode 51b (behind the ear of the subject 5 among the plurality of electrodes 51). The potential difference is measured and the measured potential difference is amplified. The amplified potential difference is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) provided in the biological signal amplification unit 14, for example. The biological signal output unit 15 is a transmitter that transmits the potential difference amplified by the biological signal amplification unit 14 to the information processing apparatus 20. The potential difference of the biological signal converted into a digital value in the biological signal amplifier 14 is transmitted from the biological signal output unit 15 to the information processing device 20.
 なお、生体信号増幅部14は、所定以上の電位の大きさの生体信号を計測できる場合には、生体信号を増幅する必要は無く、複数の電極51の電位を測定するだけでもよい。 The biological signal amplifying unit 14 does not need to amplify the biological signal and may only measure the potentials of the plurality of electrodes 51 when a biological signal having a magnitude greater than or equal to a predetermined potential can be measured.
 情報処理装置20は、操作信号取得部21、生体信号取得部22、生体信号処理部23、アプリケーション処理部(アプリ処理部)26、表示情報出力部27及び音響情報出力部28を備える。 The information processing apparatus 20 includes an operation signal acquisition unit 21, a biological signal acquisition unit 22, a biological signal processing unit 23, an application processing unit (application processing unit) 26, a display information output unit 27, and an acoustic information output unit 28.
 情報処理装置20は、操作入力情報を操作信号取得部21において受信し、生体信号を生体信号取得部22において受信することで、ヘッドセット10からの情報を受信する。 The information processing apparatus 20 receives information from the headset 10 by receiving operation input information at the operation signal acquisition unit 21 and receiving a biological signal at the biological signal acquisition unit 22.
 生体信号は、記録されただけの原信号では情報として使用できないことが多い。そのため、生体信号処理部23において原信号から意味のある情報を抽出する処理が行われる。生体信号処理部23は、例えば、脳波計測の場合には、特定の周波数(例えば10Hz)の信号を抽出し、当該周波数での信号のパワースペクトル密度(Power Spectral Density)を算出する。なお、生体信号処理部23は、情報処理装置20ではなくヘッドセット10側に配置されてもよい。つまり、本実施の形態においては、ヘッドセット10と生体信号処理部23とにより電子機器が構成されてもよい。 Biosignals are often unusable as information with only recorded original signals. Therefore, the biological signal processing unit 23 performs processing for extracting meaningful information from the original signal. For example, in the case of electroencephalogram measurement, the biological signal processing unit 23 extracts a signal having a specific frequency (for example, 10 Hz), and calculates the power spectral density (Power Spectral Density) of the signal at the frequency. Note that the biological signal processing unit 23 may be disposed on the headset 10 side instead of the information processing apparatus 20. That is, in the present embodiment, an electronic device may be configured by the headset 10 and the biological signal processing unit 23.
 アプリケーション処理部26では、情報処理装置20の中心的なアプリケーション処理(アプリ処理)が行われる。アプリケーション処理は、ヘッドセット10から信号の入力を受けて所定の処理を行うことで実現される。所定の処理とは、例えば、ゲームアプリにおけるゲーム進行、健康管理アプリにおける記録・データ管理・表示、学習アプリにおける出題・採点・結果表示などである。 The application processing unit 26 performs central application processing (application processing) of the information processing apparatus 20. The application process is realized by receiving a signal input from the headset 10 and performing a predetermined process. The predetermined processing includes, for example, game progress in the game app, recording / data management / display in the health management app, question / score / result display in the learning app, and the like.
 アプリケーション処理部26で処理された結果は、アプリケーション処理部26から表示情報出力部27及び音響情報出力部28に出力される。表示情報出力部27及び音響情報出力部28は、アプリケーション処理部26で処理された結果を被験者5にフィードバックするために、視覚的又は聴覚的な信号を提示部30に出力する。 The result processed by the application processing unit 26 is output from the application processing unit 26 to the display information output unit 27 and the acoustic information output unit 28. The display information output unit 27 and the acoustic information output unit 28 output visual or auditory signals to the presentation unit 30 in order to feed back the results processed by the application processing unit 26 to the subject 5.
 提示部30は、表示情報出力部27及び音響情報出力部28から出力された信号を提示(つまり、表示及び/又は音声出力)する。これにより、信号が被験者5に提示される。提示部30は、例えば、テレビ、ディスプレイ、又は、スピーカである。 The presentation unit 30 presents the signals output from the display information output unit 27 and the acoustic information output unit 28 (that is, displays and / or sounds). Thereby, a signal is presented to the subject 5. The presentation unit 30 is, for example, a television, a display, or a speaker.
 [ヘッドセットのハードウェア構成]
 図6は、ヘッドセット10のハードウェア構成を示すブロック図である。ヘッドセット10は、操作ボタン群71、制御信号変換回路72、計測電極51a、参照電極51b、アース電極51c、差動増幅回路74、A/Dコンバータ75、送信回路79、信号処理ユニット78、アンテナ80、及びバッテリ81を備える。
[Hardset hardware configuration]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the headset 10. The headset 10 includes an operation button group 71, a control signal conversion circuit 72, a measurement electrode 51a, a reference electrode 51b, a ground electrode 51c, a differential amplifier circuit 74, an A / D converter 75, a transmission circuit 79, a signal processing unit 78, an antenna. 80 and a battery 81.
 このうち、操作ボタン群71と制御信号変換回路72とは、図5に示した操作入力部11に対応する。操作ボタン群71における各ボタンは、操作ボタン41に対応する。また、計測電極51aと、参照電極51bと、アース電極51cとは、図2A及び図2Bに示した電極51及び図5に示した電極部13に対応する。差動増幅回路74及びA/Dコンバータ75は、生体信号増幅部14に含まれる。 Among these, the operation button group 71 and the control signal conversion circuit 72 correspond to the operation input unit 11 shown in FIG. Each button in the operation button group 71 corresponds to the operation button 41. The measurement electrode 51a, the reference electrode 51b, and the ground electrode 51c correspond to the electrode 51 shown in FIGS. 2A and 2B and the electrode portion 13 shown in FIG. The differential amplifier circuit 74 and the A / D converter 75 are included in the biological signal amplifier 14.
 また、信号処理ユニット78は、CPU101、RAM102、プログラム103及びROM104を有する。また、送信回路79とアンテナ80とは、図5に示した生体信号出力部15及び/又は操作信号出力部12として機能する。送信回路79とアンテナ80とを「出力部」又は「送信器」と呼ぶこともある。 The signal processing unit 78 includes a CPU 101, a RAM 102, a program 103, and a ROM 104. Further, the transmission circuit 79 and the antenna 80 function as the biological signal output unit 15 and / or the operation signal output unit 12 illustrated in FIG. The transmission circuit 79 and the antenna 80 may be referred to as “output unit” or “transmitter”.
 これらの各構成要素は、互いにバス105で接続され、相互にデータの授受が可能である。また、ヘッドセット10は、バッテリ81を電源として動作する。 These components are connected to each other via a bus 105 and can exchange data with each other. The headset 10 operates using the battery 81 as a power source.
 操作ボタン群71に関する各ボタンの押下情報は、制御信号変換回路72においてヘッドセット10の動作を制御する制御信号に変換され、バス105を経由してCPU101に送られる。 Information on pressing of each button related to the operation button group 71 is converted into a control signal for controlling the operation of the headset 10 in the control signal conversion circuit 72 and sent to the CPU 101 via the bus 105.
 差動増幅回路74には、計測電極51aと参照電極51bとアース電極51cとが直接、接続、又は、バッファアンプ等を経て接続される。これらの電極は、ヘッドセット10の所定の場所に設置される。計測電極51aと参照電極51bとの間の電位差は、差動増幅回路74で増幅され、A/Dコンバータ75でアナログの生体信号からデジタルの生体信号に変換される。デジタルの生体信号に変換された電位差は、処理や送信可能な生体信号としてバス105を経由してCPU101に送られる。 To the differential amplifier circuit 74, the measurement electrode 51a, the reference electrode 51b, and the ground electrode 51c are directly connected or connected via a buffer amplifier or the like. These electrodes are installed at predetermined locations of the headset 10. The potential difference between the measurement electrode 51a and the reference electrode 51b is amplified by the differential amplifier circuit 74, and converted from an analog biological signal to a digital biological signal by the A / D converter 75. The potential difference converted into a digital biological signal is sent to the CPU 101 via the bus 105 as a biological signal that can be processed and transmitted.
 CPU101は、RAM102に格納されたプログラム103を実行する。プログラム103には、後述する図8のフローチャートに示される、ヘッドセット10における信号の処理手順が記述されている。ヘッドセット10は、このプログラム103に従って操作信号と生体信号をデジタル信号に変換し、送信回路79を経由してアンテナ80より送信する。プログラム103は、ROM104に格納される場合もある。 CPU 101 executes program 103 stored in RAM 102. The program 103 describes a signal processing procedure in the headset 10 shown in a flowchart of FIG. The headset 10 converts the operation signal and the biological signal into a digital signal according to the program 103 and transmits the digital signal from the antenna 80 via the transmission circuit 79. The program 103 may be stored in the ROM 104.
 なお、信号処理ユニット78、制御信号変換回路72、送信回路79、差動増幅回路74、及びA/Dコンバータ75は、1つの半導体集積回路にコンピュータプログラムを組み込んだDSP(Digital Signal Processor)等のハードウェアとして実現されてもよい。1つの半導体集積回路に実装すると、実装面積が削減され、消費電力が低減される効果も得られる。 The signal processing unit 78, the control signal conversion circuit 72, the transmission circuit 79, the differential amplifier circuit 74, and the A / D converter 75 are a DSP (Digital Signal Processor) or the like in which a computer program is incorporated in one semiconductor integrated circuit. It may be realized as hardware. When mounted on one semiconductor integrated circuit, the mounting area can be reduced and the power consumption can be reduced.
 また、差動増幅回路74とA/Dコンバータ75とを1つの半導体集積回路に集積し、信号処理ユニット78と制御信号変換回路72と送信回路79とを別の半導体集積回路に集積し、2つの半導体集積回路同士を1つのパッケージ内で接続してSiP(システム・イン・パッケージ)として統合し、コンピュータプログラムを組み込んだDSP等のハードウェアとして実現されてもよい。上記2つの半導体集積回路を別々の製造プロセスで実現することで、1つの半導体集積回路に実装したものに比べコストが低減される効果も得られる。 Further, the differential amplifier circuit 74 and the A / D converter 75 are integrated in one semiconductor integrated circuit, and the signal processing unit 78, the control signal conversion circuit 72, and the transmission circuit 79 are integrated in another semiconductor integrated circuit. Two semiconductor integrated circuits may be connected in one package and integrated as a SiP (system in package), and may be realized as hardware such as a DSP incorporating a computer program. By realizing the two semiconductor integrated circuits by separate manufacturing processes, an effect of reducing the cost can be obtained as compared with the case where they are mounted on one semiconductor integrated circuit.
 [情報処理装置のハードウェア構成]
 図7は、情報処理装置20のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置20は、アンテナ83、受信回路82、信号処理ユニット108、画像制御回路84、表示情報出力回路85、音響制御回路86、音響情報出力回路87及び電源88を備える。これらの構成要素のうち、アンテナ83と受信回路82とは、図5に示した生体信号取得部22及び/又は操作信号取得部21に対応する。これらを「受信器」と呼ぶこともある。
[Hardware configuration of information processing device]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the information processing apparatus 20. The information processing apparatus 20 includes an antenna 83, a receiving circuit 82, a signal processing unit 108, an image control circuit 84, a display information output circuit 85, an acoustic control circuit 86, an acoustic information output circuit 87, and a power source 88. Among these components, the antenna 83 and the receiving circuit 82 correspond to the biological signal acquisition unit 22 and / or the operation signal acquisition unit 21 illustrated in FIG. These are sometimes called “receivers”.
 信号処理ユニット108は、CPU111、RAM112、プログラム113及びROM114を有する。信号処理ユニット108は、図5に示した生体信号処理部23及び/又はアプリケーション処理部26に対応する。画像制御回路84及び表示情報出力回路85は、図5に示した表示情報出力部27に対応する。また、音響制御回路86及び音響情報出力回路87は、図5に示した音響情報出力部28に対応する。これらは互いにバス115で接続され、相互にデータの授受が可能である。また、それぞれの回路には電源88から電力が供給される。 The signal processing unit 108 includes a CPU 111, a RAM 112, a program 113, and a ROM 114. The signal processing unit 108 corresponds to the biological signal processing unit 23 and / or the application processing unit 26 illustrated in FIG. The image control circuit 84 and the display information output circuit 85 correspond to the display information output unit 27 shown in FIG. The acoustic control circuit 86 and the acoustic information output circuit 87 correspond to the acoustic information output unit 28 shown in FIG. These are connected to each other by a bus 115 and can exchange data with each other. Each circuit is supplied with power from a power supply 88.
 ヘッドセット10からの操作情報及び生体情報はアンテナ83を経由して受信回路82で受信され、バス115を経由してCPU111に送られる。 Operation information and biological information from the headset 10 are received by the receiving circuit 82 via the antenna 83 and sent to the CPU 111 via the bus 115.
 CPU111は、RAM112に格納されたプログラム113を実行する。プログラム113には、後述する図8のフローチャートに示される、情報処理装置20における信号の処理手順が記述されている。情報処理装置20は、このプログラム113に従って操作信号と生体信号とを変換し、所定のアプリケーションを実行するための処理を行い、被験者5に画像や音響によってフィードバックを行うための信号を生成する。プログラム113は、ROM114に格納される場合もある。 CPU 111 executes program 113 stored in RAM 112. The program 113 describes a signal processing procedure in the information processing apparatus 20 shown in a flowchart of FIG. The information processing apparatus 20 converts the operation signal and the biological signal according to the program 113, performs a process for executing a predetermined application, and generates a signal for performing feedback to the subject 5 by an image or sound. The program 113 may be stored in the ROM 114.
 信号処理ユニット108で生成された画像のフィードバック信号は、画像制御回路84を経由して表示情報出力回路85から提示部30に出力される。同様に、信号処理ユニット108で生成された音響のフィードバック信号は、音響制御回路86を経由して音響情報出力回路87から出力される。 The image feedback signal generated by the signal processing unit 108 is output from the display information output circuit 85 to the presentation unit 30 via the image control circuit 84. Similarly, the acoustic feedback signal generated by the signal processing unit 108 is output from the acoustic information output circuit 87 via the acoustic control circuit 86.
 なお、信号処理ユニット108と受信回路82と画像制御回路84と音響制御回路86とは、1つの半導体集積回路にプログラムを組み込んだDSP等のハードウェアとして実現されてもよい。1つの半導体集積回路にすると、消費電力が低減される効果も得られる。 The signal processing unit 108, the receiving circuit 82, the image control circuit 84, and the acoustic control circuit 86 may be realized as hardware such as a DSP in which a program is incorporated in one semiconductor integrated circuit. When one semiconductor integrated circuit is used, an effect of reducing power consumption can be obtained.
 [生体電位測定システムの動作]
 次に、以上のように構成された本実施の形態に係る生体信号計測システム100の動作について説明する。
[Operation of biopotential measurement system]
Next, the operation of the biological signal measurement system 100 according to the present embodiment configured as described above will be described.
 図8は、生体信号計測システム100の基本的な処理のフローを示すフローチャートである。ステップS11からステップS14まではヘッドセット10における処理(ステップS10)を示し、ステップS21からステップS25までは情報処理装置20における処理(ステップS20)を示す。 FIG. 8 is a flowchart showing a basic processing flow of the biological signal measurement system 100. Steps S11 to S14 indicate processing in the headset 10 (step S10), and steps S21 to S25 indicate processing in the information processing apparatus 20 (step S20).
 はじめに、ヘッドセット10における処理ステップS10について説明する。 First, the processing step S10 in the headset 10 will be described.
 <ステップS11>
 操作入力部11は、被験者5により行われた操作入力を受け付ける。具体的には、受付のタイミングでどの操作ボタン41が押されているかを検出する。受付のタイミングの例は、操作ボタン41が押下された時である。操作ボタン41が押下されたか否かの検出は、例えば、操作ボタン41が押下されたときの機械的なボタン位置の変化、又は、電気信号の変化を検出することにより行われる。また、操作入力部11は、押下された操作ボタン41の種類により、操作入力部11が受け付けた操作入力の種類を検出し、操作信号出力部12に伝達する。
<Step S11>
The operation input unit 11 receives an operation input performed by the subject 5. Specifically, it is detected which operation button 41 is pressed at the reception timing. An example of the reception timing is when the operation button 41 is pressed. Whether or not the operation button 41 has been pressed is detected, for example, by detecting a mechanical button position change or an electrical signal change when the operation button 41 is pressed. Further, the operation input unit 11 detects the type of operation input received by the operation input unit 11 based on the type of the pressed operation button 41, and transmits it to the operation signal output unit 12.
 <ステップS12>
 操作信号出力部12は、操作入力部11が受け付けた操作入力に対応する操作信号を情報処理装置20に送信する。
<Step S12>
The operation signal output unit 12 transmits an operation signal corresponding to the operation input received by the operation input unit 11 to the information processing apparatus 20.
 <ステップS13>
 生体信号増幅部14は、電極部13における複数の電極51の間の電位差に相当する生体信号を測定し、増幅する。例えば、電極部13における複数の電極51のうち、右側頭部(国際10-20法のC4の電極位置)に配置された計測電極51aと参照電極51bとの間の電位差を測定する。また、生体信号増幅部14は、測定した生体信号を増幅する。増幅された生体信号は、生体信号増幅部14から生体信号出力部15へ伝達される。
<Step S13>
The biological signal amplification unit 14 measures and amplifies a biological signal corresponding to the potential difference between the plurality of electrodes 51 in the electrode unit 13. For example, the potential difference between the measurement electrode 51a and the reference electrode 51b arranged on the right side of the plurality of electrodes 51 in the electrode part 13 (C4 electrode position in the international 10-20 method) is measured. Further, the biological signal amplifier 14 amplifies the measured biological signal. The amplified biological signal is transmitted from the biological signal amplifier 14 to the biological signal output unit 15.
 <ステップS14>
 さらに、生体信号出力部15は、伝達された生体信号を情報処理装置20へ送信する。
<Step S14>
Furthermore, the biological signal output unit 15 transmits the transmitted biological signal to the information processing device 20.
 なお、ヘッドセット10における処理ステップS10において、ステップS11及びステップS12と、ステップS13及びステップS14とは、それぞれ並列な処理として行ってもよく、ステップS11からステップS14の処理を、全て上述した順序どおりに行う必要は無い。 In step S10 in headset 10, steps S11 and S12 and steps S13 and S14 may be performed in parallel, and the processes from step S11 to step S14 are all performed in the order described above. There is no need to do this.
 次に、情報処理装置20における処理ステップS20について説明する。 Next, processing step S20 in the information processing apparatus 20 will be described.
 <ステップS21>
 情報処理装置20において、操作信号取得部21は、操作信号出力部12からの操作信号を受信する。操作信号取得部21は、受信した操作信号をアプリケーション処理部26に伝達する。
<Step S21>
In the information processing apparatus 20, the operation signal acquisition unit 21 receives an operation signal from the operation signal output unit 12. The operation signal acquisition unit 21 transmits the received operation signal to the application processing unit 26.
 <ステップS22>
 生体信号取得部22は、生体信号出力部15からの生体信号を受信する。生体信号取得部22は、受信した生体信号を、生体信号処理部23に伝達する。
<Step S22>
The biological signal acquisition unit 22 receives the biological signal from the biological signal output unit 15. The biological signal acquisition unit 22 transmits the received biological signal to the biological signal processing unit 23.
 <ステップS23>
 生体信号取得部22にて受信した生体信号を、生体信号処理部23にて分析処理して、意味のある情報を抽出する。例えば、所定の周波数成分の生体信号を抽出する。所定の周波数成分とは、例えば脳波の計測の場合には10Hzである。
<Step S23>
The biological signal received by the biological signal acquisition unit 22 is analyzed by the biological signal processing unit 23 to extract meaningful information. For example, a biological signal having a predetermined frequency component is extracted. The predetermined frequency component is, for example, 10 Hz in the case of measuring an electroencephalogram.
 <ステップS24>
 アプリケーション処理部26は、操作信号取得部21からの操作信号と生体信号処理部23からの生体信号を受けて、現在のアプリを実行するための所定の処理を行う。所定の処理とは、上述したように、例えば、ゲームアプリにおけるゲーム進行、健康管理アプリにおける記録・データ管理・表示、学習アプリにおける出題・採点・結果表示などである。
<Step S24>
The application processing unit 26 receives an operation signal from the operation signal acquisition unit 21 and a biological signal from the biological signal processing unit 23, and performs a predetermined process for executing the current application. As described above, the predetermined processing includes, for example, game progress in the game app, recording / data management / display in the health management app, question / score / result display in the learning app, and the like.
 <ステップS25>
 アプリケーション処理部26の処理結果を被験者5にフィードバックするために、表示情報出力部27は映像情報を提示部30に出力し、音響情報出力部28は音響情報を提示部30に出力する。これにより、提示部30からは、処理結果に対応する画像及び音が出力される。
<Step S25>
In order to feed back the processing result of the application processing unit 26 to the subject 5, the display information output unit 27 outputs video information to the presentation unit 30, and the acoustic information output unit 28 outputs acoustic information to the presentation unit 30. Thereby, the presentation unit 30 outputs an image and a sound corresponding to the processing result.
 なお、情報処理装置20における処理ステップS20において、ステップS22及びステップS23と、ステップS24の処理は、それぞれ並列な処理として行ってもよい。また、アプリケーション処理部26は、操作信号取得部21からの操作信号と生体信号処理部23からの生体信号の両方の信号を用いて処理を行う必要はなく、生体信号のみを用いて処理を行ってもよい。その場合には、操作信号を受信するステップS21を省略することもできる。 In addition, in process step S20 in the information processing apparatus 20, the process of step S22 and step S23, and step S24 may each be performed as a parallel process. The application processing unit 26 does not need to perform processing using both the operation signal from the operation signal acquisition unit 21 and the biological signal from the biological signal processing unit 23, and performs processing using only the biological signal. May be. In that case, step S21 for receiving the operation signal can be omitted.
 以上のような処理のフローによって、生体信号計測システム100は、被験者5から脳波又は心電等の生体情報を得ることができる。 The biological signal measurement system 100 can obtain biological information such as an electroencephalogram or an electrocardiogram from the subject 5 by the processing flow as described above.
 [生体信号計測装置の詳細な構成]
 次に、ヘッドセット10が備える生体信号計測装置10bの詳細な構成について説明する。図9は、ヘッドセット10が備える生体信号計測装置10bの詳細な構成を示す回路ブロック図である。図9には、ヘッドセット10が備えるハードウェア構成のうち、生体信号計測装置10bに関連するハードウェア構成が示されている。
[Detailed configuration of biological signal measuring apparatus]
Next, a detailed configuration of the biological signal measuring device 10b included in the headset 10 will be described. FIG. 9 is a circuit block diagram showing a detailed configuration of the biological signal measuring device 10b included in the headset 10. FIG. 9 shows a hardware configuration related to the biological signal measuring device 10b among the hardware configurations provided in the headset 10.
 生体信号計測装置10bは、計測電極51a、参照電極51b、第一増幅回路52a、第二増幅回路52b、第一ハイパスフィルタ53a、第二ハイパスフィルタ53b、生体信号増幅部14、生体信号出力部15、第一パルス発生器56a、第一容量素子59a、及びスイッチ素子S1、制御部60、及び操作ボタン41で構成される。 The biological signal measurement device 10b includes a measurement electrode 51a, a reference electrode 51b, a first amplification circuit 52a, a second amplification circuit 52b, a first high-pass filter 53a, a second high-pass filter 53b, a biological signal amplification unit 14, and a biological signal output unit 15. , The first pulse generator 56a, the first capacitive element 59a, the switch element S1, the control unit 60, and the operation button 41.
 第一増幅回路52aは、生体に接触する計測電極51aによって検出される生体信号が入力される増幅器である。計測電極51aは、第一電極の一例である。第一増幅回路52aは、いわゆるバッファアンプとして機能し、インピーダンス変換を行う。第一増幅回路52aは、電圧増幅を行わない(電圧増幅率は1である)が、電圧増幅を行ってもよい。なお、本明細書において、「増幅回路」又は「増幅器」の用語は、必ずしも1よりも大きな電圧増幅率をもつアンプだけに限られず、電圧増幅率が1以下である増幅回路又は増幅器も含まれる。 The first amplification circuit 52a is an amplifier to which a biological signal detected by the measurement electrode 51a that contacts the living body is input. The measurement electrode 51a is an example of a first electrode. The first amplifier circuit 52a functions as a so-called buffer amplifier and performs impedance conversion. The first amplifier circuit 52a does not perform voltage amplification (the voltage amplification factor is 1), but may perform voltage amplification. In this specification, the term “amplifier circuit” or “amplifier” is not necessarily limited to an amplifier having a voltage amplification factor larger than 1, and includes an amplification circuit or an amplifier having a voltage amplification factor of 1 or less. .
 第二増幅回路52bは、生体に接触する参照電極51bによって検出される生体信号が入力される増幅器である。参照電極51bは、第二電極の一例である。第二増幅回路52bは、いわゆるバッファアンプとして機能し、インピーダンス変換を行う。第二増幅回路52bは、電圧増幅を行わない(電圧増幅率は1である)が、電圧増幅を行ってもよい。 The second amplification circuit 52b is an amplifier to which a biological signal detected by the reference electrode 51b that contacts the living body is input. The reference electrode 51b is an example of a second electrode. The second amplifier circuit 52b functions as a so-called buffer amplifier and performs impedance conversion. The second amplifier circuit 52b does not perform voltage amplification (the voltage amplification factor is 1), but may perform voltage amplification.
 第一ハイパスフィルタ53aは、第一増幅回路52aからの出力信号の不要な低周波成分を除去するフィルタである。第一ハイパスフィルタ53aは、例えば、カットオフ周波数が0.5Hzのパッシブフィルタである。 The first high-pass filter 53a is a filter that removes unnecessary low-frequency components of the output signal from the first amplifier circuit 52a. The first high-pass filter 53a is, for example, a passive filter having a cutoff frequency of 0.5 Hz.
 第二ハイパスフィルタ53bは、第二増幅回路52bからの出力信号の不要な低周波成分を除去するフィルタである。第二ハイパスフィルタ53bは、例えば、カットオフ周波数が0.5Hzのパッシブフィルタである。 The second high-pass filter 53b is a filter that removes unnecessary low-frequency components of the output signal from the second amplifier circuit 52b. The second high-pass filter 53b is, for example, a passive filter having a cutoff frequency of 0.5 Hz.
 生体信号増幅部14は、差動増幅回路74、ローパスフィルタ54及びA/Dコンバータ75で構成される。 The biological signal amplifier 14 includes a differential amplifier circuit 74, a low-pass filter 54, and an A / D converter 75.
 差動増幅回路74は、第一ハイパスフィルタ53aからの出力信号CH1_inと第二ハイパスフィルタ53bからの出力信号Ref_inとの差(つまり、電位差)を増幅するアンプである。言い換えると、基本的には、差動増幅回路74は、第一増幅回路52aから出力された信号と第二増幅回路52bから出力された信号との差を増幅する。これにより、差動増幅回路74は、参照電極51bでの電位を基準とする計測電極51aでの電位を増幅した信号を増幅後の生体信号として出力する。差動増幅回路74の電圧増幅率は、例えば、1200である。 The differential amplifier circuit 74 is an amplifier that amplifies a difference (that is, a potential difference) between the output signal CH1_in from the first high-pass filter 53a and the output signal Ref_in from the second high-pass filter 53b. In other words, basically, the differential amplifier circuit 74 amplifies the difference between the signal output from the first amplifier circuit 52a and the signal output from the second amplifier circuit 52b. Accordingly, the differential amplifier circuit 74 outputs a signal obtained by amplifying the potential at the measurement electrode 51a based on the potential at the reference electrode 51b as an amplified biological signal. The voltage amplification factor of the differential amplifier circuit 74 is 1200, for example.
 ローパスフィルタ54は、差動増幅回路74からの出力信号の不要な高周波成分を除去するフィルタである。ローパスフィルタ54は、例えば、カットオフ周波数が100Hzのアクティブフィルタである。 The low-pass filter 54 is a filter that removes unnecessary high-frequency components of the output signal from the differential amplifier circuit 74. The low-pass filter 54 is an active filter having a cutoff frequency of 100 Hz, for example.
 A/Dコンバータ75は、ローパスフィルタ54からの出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する変換器であり、例えば、1kHzサンプリングで12ビットのデジタル信号に変換する。 The A / D converter 75 is a converter that samples the output signal from the low-pass filter 54 and converts it into a digital signal. For example, the A / D converter 75 converts the output signal into a 12-bit digital signal at 1 kHz sampling.
 生体信号出力部15は、上述したように、生体信号増幅部14で増幅された電位差を情報処理装置20に送信する送信器である。生体信号増幅部14のA/Dコンバータ75においてデジタル値に変換された生体信号の電位差は、生体信号出力部15より情報処理装置20に送信される。 The biological signal output unit 15 is a transmitter that transmits the potential difference amplified by the biological signal amplification unit 14 to the information processing device 20 as described above. The potential difference of the biological signal converted into a digital value by the A / D converter 75 of the biological signal amplification unit 14 is transmitted from the biological signal output unit 15 to the information processing device 20.
 ところで、生体信号計測装置10bは、計測電極51aによって検出される生体信号に第一トリガパルスを重畳することができる。以下、第一トリガパルスを重畳するための構成要素である、第一パルス発生器56a、第一容量素子59a、スイッチ素子S1、及び、制御部60について説明する。 Incidentally, the biological signal measuring device 10b can superimpose the first trigger pulse on the biological signal detected by the measurement electrode 51a. Hereinafter, the first pulse generator 56a, the first capacitive element 59a, the switch element S1, and the control unit 60, which are components for superimposing the first trigger pulse, will be described.
 第一パルス発生器56aは、第一トリガパルスを出力する。第一トリガパルスは、第一パルスの一例である。第一パルス発生器56aは、具体的には、生成回路57aと、減衰回路58aとを備える。 The first pulse generator 56a outputs a first trigger pulse. The first trigger pulse is an example of the first pulse. Specifically, the first pulse generator 56a includes a generation circuit 57a and an attenuation circuit 58a.
 生成回路57aは、第一トリガパルスの元のトリガパルスを生成する発振回路である。トリガパルスは、言い換えれば瞬時パルスである。トリガパルスは、例えば、三角パルスであるが、矩形パルスであってもよく、トリガパルスの形状は特に限定されない。 The generation circuit 57a is an oscillation circuit that generates the original trigger pulse of the first trigger pulse. In other words, the trigger pulse is an instantaneous pulse. The trigger pulse is, for example, a triangular pulse, but may be a rectangular pulse, and the shape of the trigger pulse is not particularly limited.
 生成回路57aは、例えば、操作ボタン41に対して行われた操作に基づいて、元のトリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更する。この結果、第一パルス発生器56aから出力される第一トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方が変更される。つまり、第一パルス発生器56aは、第一トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更可能である。なお、第一トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方は、情報処理装置20が備えるユーザインターフェース(図示せず)への操作に基づいて変更されてもよい。 The generation circuit 57a changes at least one of the amplitude and pulse width of the original trigger pulse based on, for example, an operation performed on the operation button 41. As a result, at least one of the amplitude and the pulse width of the first trigger pulse output from the first pulse generator 56a is changed. That is, the first pulse generator 56a can change at least one of the amplitude and pulse width of the first trigger pulse. Note that at least one of the amplitude and the pulse width of the first trigger pulse may be changed based on an operation on a user interface (not shown) included in the information processing apparatus 20.
 減衰回路58aは、生成回路57aによって生成された元のトリガパルスを減衰し、元のトリガパルスの減衰によって得られる第一トリガパルスを出力する。図10は、減衰回路58aの回路構成の一例を示す図である。 The attenuation circuit 58a attenuates the original trigger pulse generated by the generation circuit 57a, and outputs a first trigger pulse obtained by attenuation of the original trigger pulse. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the attenuation circuit 58a.
 図10に示されるように、減衰回路58aは、具体的には、抵抗によって元のトリガパルスを分圧する分圧回路である。減衰回路58aは、元のトリガパルスを分圧する抵抗R1及びR2と、抵抗R1と生成回路57aの出力端子との間に接続されたコンデンサC1と、抵抗R2と生成回路57aの出力端子との間に接続されたコンデンサC2とを含む。 As shown in FIG. 10, specifically, the attenuation circuit 58a is a voltage dividing circuit that divides the original trigger pulse by a resistor. The attenuation circuit 58a includes resistors R1 and R2 that divide the original trigger pulse, a capacitor C1 connected between the resistor R1 and the output terminal of the generation circuit 57a, and between the resistor R2 and the output terminal of the generation circuit 57a. And a capacitor C2 connected to.
 抵抗R1の抵抗値は、例えば、100kΩであり、抵抗R2の抵抗値は、例えば、10Ωである。元のトリガパルスの振幅が100mVp-pである場合、第一トリガパルスの振幅は、10μVp-pとなる。コンデンサC1及びコンデンサC2の容量値は、例えば、47μFである。 The resistance value of the resistor R1 is, for example, 100 kΩ, and the resistance value of the resistor R2 is, for example, 10Ω. When the amplitude of the original trigger pulse is 100 mVp-p, the amplitude of the first trigger pulse is 10 μVp-p. The capacitance values of the capacitor C1 and the capacitor C2 are, for example, 47 μF.
 減衰回路58aは、元のトリガパルスの減衰量を変更可能であってもよい。例えば、抵抗R1が可変抵抗であり、減衰回路58aは、ユーザが直接可変抵抗を操作することにより減衰量が変更されてもよい。また、抵抗R1は、デジタルポテンショメータであり、制御部60が出力する制御信号に基づいて減衰量が変更されてもよい。 The attenuation circuit 58a may be capable of changing the attenuation amount of the original trigger pulse. For example, the resistor R1 may be a variable resistor, and the attenuation amount of the attenuation circuit 58a may be changed by the user directly operating the variable resistor. The resistor R1 is a digital potentiometer, and the amount of attenuation may be changed based on a control signal output from the control unit 60.
 生体信号は微弱な信号であり、一般的な信号生成装置が出力するトリガパルスは、生体信号に重畳するには振幅が大き過ぎる。このため、減衰回路58aが有用となる。 The biological signal is a weak signal, and the trigger pulse output from a general signal generator has an amplitude that is too large to be superimposed on the biological signal. For this reason, the attenuation circuit 58a is useful.
 なお、第一パルス発生器56aは、生体信号計測装置10bの外部に設けられた信号生成装置から第一トリガパルスを取得するインターフェース回路または端子であってもよい。つまり、第一パルス発生器56aが生成回路57a及び減衰回路58aを備えることは必須ではない。 Note that the first pulse generator 56a may be an interface circuit or a terminal that acquires the first trigger pulse from a signal generation device provided outside the biological signal measurement device 10b. That is, it is not essential that the first pulse generator 56a includes the generation circuit 57a and the attenuation circuit 58a.
 第一容量素子59aは、第一パルス発生器56aの出力端子及び第一増幅回路52aの入力端子を容量結合する。第一容量素子59aは、第一トリガパルスを生体信号に重畳するための素子である。第一容量素子59aの容量値は、例えば、100pFである。 The first capacitive element 59a capacitively couples the output terminal of the first pulse generator 56a and the input terminal of the first amplifier circuit 52a. The first capacitive element 59a is an element for superimposing the first trigger pulse on the biological signal. The capacitance value of the first capacitive element 59a is, for example, 100 pF.
 スイッチ素子S1は、第一容量素子59a及び第一増幅回路52aの入力端子の間に接続される。スイッチ素子S1は、制御部60から出力される制御信号CS1に応じて、第一容量素子59a及び第一増幅回路52aの入力端子の電気的な接続の有無を切り替える。スイッチ素子S1は、例えば、FET(Field Effect Transistor)であるが、その他のスイッチ素子であってもよい。なお、スイッチ素子S1は、省略されてもよいが、第一トリガパルスを生体信号に重畳させない場合にスイッチ素子S1がオフされれば、第一パルス発生器56aの生体信号への影響を低減することができる。 The switch element S1 is connected between the input terminals of the first capacitor element 59a and the first amplifier circuit 52a. The switch element S1 switches presence / absence of electrical connection between the input terminals of the first capacitor element 59a and the first amplifier circuit 52a in accordance with the control signal CS1 output from the control unit 60. The switch element S1 is, for example, an FET (Field Effect Transistor), but may be another switch element. Although the switch element S1 may be omitted, if the switch element S1 is turned off when the first trigger pulse is not superimposed on the biological signal, the influence of the first pulse generator 56a on the biological signal is reduced. be able to.
 制御部60は、制御信号CS1を出力することにより、スイッチ素子S1のオン及びオフを切り替える。以下の実施の形態では、スイッチ素子S1がオフされることにより、第一トリガパルスを生体信号に重畳することができない動作モードは第一計測モードと記載される。また、スイッチ素子S1がオンされることにより、第一トリガパルスを生体信号に重畳することが可能な動作モードは第二計測モードと記載される。つまり、制御部60は、第一計測モードの動作、及び、第二計測モードの動作を行う。制御部60は、例えば、マイクロコンピュータまたはプロセッサによって実現されるが、専用回路によって実現されてもよい。 The controller 60 switches the switch element S1 on and off by outputting the control signal CS1. In the following embodiments, an operation mode in which the first trigger pulse cannot be superimposed on the biological signal by turning off the switch element S1 is described as a first measurement mode. In addition, an operation mode in which the first trigger pulse can be superimposed on the biological signal when the switch element S1 is turned on is described as a second measurement mode. That is, the control unit 60 performs the operation in the first measurement mode and the operation in the second measurement mode. The control unit 60 is realized by, for example, a microcomputer or a processor, but may be realized by a dedicated circuit.
 第一トリガパルスは、例えば、事象関連電位(ERP:Event-Related Potential)の計測において、刺激を提示したタイミングを示すために用いられる。図11は、第一トリガパルスの使用例を説明するための図である。 The first trigger pulse is used, for example, to indicate the timing at which a stimulus is presented in measurement of an event-related potential (ERP). FIG. 11 is a diagram for explaining an example of using the first trigger pulse.
 事象関連電位は、内的刺激または外的刺激に対する電気生理学的反応であり、脳波により計測が可能である。P300の反応は、刺激を提示してから300ms前後で脳波に現れる反応である。図11の例では、P300の反応として、例えば、提示部30を介した指示(つまり、刺激の提示)に対して正しい判断を行い、それが認められた場合の反応(a)と、提示部30を介した指示に対して正しい判断を行ったにもかかわらずそれが認められなかった場合の反応(b)とが図示されている。 The event-related potential is an electrophysiological response to an internal or external stimulus and can be measured by an electroencephalogram. The P300 response is a response that appears in the electroencephalogram around 300 ms after the stimulus is presented. In the example of FIG. 11, as a response of P300, for example, a correct determination is made with respect to an instruction (that is, presentation of a stimulus) via the presentation unit 30 and a response (a) when it is recognized, and the presentation unit The reaction (b) in the case where a correct judgment is made with respect to the instruction through 30 but it is not recognized is shown.
 例えば、提示部30に「L」の文字が表示された場合にはマウスの左ボタンをクリックし、提示部30に「R」の文字が表示された場合にはマウスの右ボタンをクリックするというルールの下、提示部30に「L」の文字が表示されたとする。この場合、被験者5がマウスの左ボタンをクリックして「正解」と提示された場合の反応が反応(a)である。また、被験者5がマウスの左ボタンをクリックしたにもかかわらず「不正解」と提示された場合の反応が反応(b)である。 For example, when the letter “L” is displayed on the presentation unit 30, the left button of the mouse is clicked. When the letter “R” is displayed on the presentation unit 30, the right button of the mouse is clicked. It is assumed that the letter “L” is displayed on the presentation unit 30 under the rule. In this case, the reaction (a) when the subject 5 clicks the left button of the mouse and is presented as “correct”. In addition, the reaction (b) is the reaction when the subject 5 is presented as “wrong answer” despite clicking the left button of the mouse.
 このようなP300の反応の計測において、脳波の波形とともに刺激の提示タイミングが表示されることで、ユーザは、脳波の波形のうちP300の反応に相当する部分を容易に特定することができる。 In such a P300 response measurement, the stimulus presentation timing is displayed together with the electroencephalogram waveform, so that the user can easily identify the portion corresponding to the P300 response in the electroencephalogram waveform.
 そこで、生体信号計測装置10bは、刺激の提示と同期して第一トリガパルスを生体信号に重畳する。これにより、提示部30は、脳波などの生体信号とともに刺激の提示タイミングを表示することができる。なお、P300の反応の計測においては、刺激の提示タイミングとこれに対するP300の反応との間に300msの時間差があるため、第一トリガパルスがP300の反応に与える影響はほとんどない。 Therefore, the biological signal measuring device 10b superimposes the first trigger pulse on the biological signal in synchronization with the presentation of the stimulus. Thereby, the presentation part 30 can display the presentation timing of a stimulus with biological signals, such as an electroencephalogram. In the measurement of the P300 response, there is a time difference of 300 ms between the stimulus presentation timing and the corresponding P300 response, so the first trigger pulse has little influence on the P300 response.
 [生体信号計測装置の動作例]
 次に、生体信号計測装置10bの動作例について詳細に説明する。図12は、生体信号計測装置の動作例のフローチャートである。
[Operation example of biological signal measuring device]
Next, an operation example of the biological signal measuring device 10b will be described in detail. FIG. 12 is a flowchart of an operation example of the biological signal measuring apparatus.
 制御部60は、まず、第一計測モードの動作を行う。制御部60は、例えば、ローレベルの制御信号CS1を出力することにより、スイッチ素子S1をオフする(S31)。 The control unit 60 first performs the operation in the first measurement mode. For example, the control unit 60 outputs the low level control signal CS1 to turn off the switch element S1 (S31).
 次に、制御部60は、第二計測モードを指示する信号が取得されたか否かを判定する(S32)。この判定は、第二計測モードを指示する信号が取得されるまで行われる(S32でNO)。第二計測モードを指示する信号は、例えば、操作ボタン41に対して第二計測モードを指示する操作が行われることにより、操作ボタン41から制御部60に出力される。第二計測モードを指示する信号は、情報処理装置20が備えるユーザインターフェース(図示せず)への操作に基づいて制御部60に出力されてもよい。 Next, the control unit 60 determines whether or not a signal for instructing the second measurement mode has been acquired (S32). This determination is performed until a signal indicating the second measurement mode is acquired (NO in S32). The signal instructing the second measurement mode is output from the operation button 41 to the control unit 60 when, for example, the operation button 41 is operated to instruct the second measurement mode. The signal instructing the second measurement mode may be output to the control unit 60 based on an operation on a user interface (not shown) provided in the information processing apparatus 20.
 制御部60は、第二計測モードを指示する信号が取得されたと判定すると(S32でYES)、第二計測モードの動作を行う。制御部60は、ハイレベルの制御信号CS1を出力することにより、スイッチ素子S1をオンする(S33)。 If the control unit 60 determines that the signal instructing the second measurement mode has been acquired (YES in S32), the control unit 60 performs the operation in the second measurement mode. The controller 60 turns on the switch element S1 by outputting a high-level control signal CS1 (S33).
 次に、第一パルス発生器56aは、第一トリガパルスを出力する(S34)。第一パルス発生器56aは、例えば、上述の刺激の提示に同期した同期信号を取得し、取得した同期信号によって定められるタイミングに第一トリガパルスを出力する。この結果、生体信号に第一トリガパルスが重畳される。なお、第一パルス発生器56aは、制御部60の制御に基づいてこのような処理を行ってもよい。 Next, the first pulse generator 56a outputs a first trigger pulse (S34). For example, the first pulse generator 56a acquires a synchronization signal synchronized with the presentation of the above-described stimulus, and outputs a first trigger pulse at a timing determined by the acquired synchronization signal. As a result, the first trigger pulse is superimposed on the biological signal. The first pulse generator 56a may perform such processing based on the control of the control unit 60.
 以上のような動作例によれば、生体信号計測装置10bは、生体信号にパルスを重畳することができる。 According to the above operation example, the biological signal measuring device 10b can superimpose a pulse on the biological signal.
 [生体信号計測システムの表示動作例]
 次に、生体信号計測システム100の、被験者5の脳波の波形の表示動作例について説明する。まず、表示動作例の説明に関連して、情報処理装置20の生体信号処理部23の詳細構成について説明する。図13は、生体信号処理部23の詳細構成を示す図である。図13に示されるように、生体信号処理部23は、生体信号波形調整部23aと、生体信号解析部23bとを備える。
[Display operation example of biological signal measurement system]
Next, a display operation example of the waveform of the brain wave of the subject 5 in the biological signal measurement system 100 will be described. First, the detailed configuration of the biological signal processing unit 23 of the information processing apparatus 20 will be described in relation to the description of the display operation example. FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed configuration of the biological signal processing unit 23. As shown in FIG. 13, the biological signal processing unit 23 includes a biological signal waveform adjustment unit 23 a and a biological signal analysis unit 23 b.
 生体信号波形調整部23aは、生体信号取得部22で取得された生体信号に対して、振幅の調整などの波形調整を行う。 The biological signal waveform adjustment unit 23 a performs waveform adjustment such as adjustment of amplitude on the biological signal acquired by the biological signal acquisition unit 22.
 生体信号解析部23bは、波形調整された生体信号にソフトウェア的なフィルタ処理を行う。例えば、生体信号解析部23bは、高域通過フィルタ、または、低域通過フィルタとして機能する。フィルタのカットオフ周波数はユーザによって適宜変更可能である。また、生体信号解析部23bは、ハムノイズの周波数(50Hz又は60Hz)のみを遮断するノッチフィルタを備えていてもよい。生体信号解析部23bは、これらのフィルタ等を用いて信号処理を行い、表示情報出力部27を経由して提示部30によって表示される生体電位波形を生成する。また、生体信号解析部23bは、波形調整された生体信号から特定の周波数の信号を抽出し、当該周波数での信号のパワースペクトル密度を算出してもよい。 The biological signal analysis unit 23b performs software-like filter processing on the biological signal whose waveform has been adjusted. For example, the biological signal analysis unit 23b functions as a high-pass filter or a low-pass filter. The cutoff frequency of the filter can be changed as appropriate by the user. In addition, the biological signal analysis unit 23b may include a notch filter that blocks only the frequency of hum noise (50 Hz or 60 Hz). The biological signal analysis unit 23 b performs signal processing using these filters and the like, and generates a biopotential waveform displayed by the presentation unit 30 via the display information output unit 27. Alternatively, the biological signal analysis unit 23b may extract a signal having a specific frequency from the biological signal whose waveform has been adjusted, and calculate the power spectral density of the signal at the frequency.
 次に、生体信号計測システム100の表示動作例について説明する。図14は、生体信号計測システム100の表示動作例のフローチャートである。図15は、第二計測モードにおける提示部30での表示例を示す図である。図16は、第一計測モードにおける提示部30での表示例を示す図である。 Next, a display operation example of the biological signal measurement system 100 will be described. FIG. 14 is a flowchart of a display operation example of the biological signal measurement system 100. FIG. 15 is a diagram illustrating a display example on the presentation unit 30 in the second measurement mode. FIG. 16 is a diagram illustrating a display example on the presentation unit 30 in the first measurement mode.
 まず、アプリ処理部26は、初期処理を行う(S41)。図15及び図16に示されるように、アプリ処理部26は、初期処理において、提示部30における電極図示部30cに、被験者5が装着しているヘッドセット10が備える計測電極51a及び参照電極51bの位置を表示する。 First, the application processing unit 26 performs initial processing (S41). As illustrated in FIGS. 15 and 16, the application processing unit 26, in the initial process, includes the measurement electrode 51a and the reference electrode 51b included in the headset 10 worn by the subject 5 on the electrode illustration unit 30c of the presentation unit 30. The position of is displayed.
 次に、アプリ処理部26は、第二計測モードであるか否かを判定する(S42)。操作ボタン41に対して第二計測モードを指示する操作が行われる場合、アプリ処理部26は、第二計測モードを指示する操作に応じてヘッドセット10から送信される通知信号が操作信号取得部21によって取得されたか否かを判定する。また、第二計測モードを指示する操作が、情報処理装置20が備えるユーザインターフェース(図示せず)に対して行われる場合、アプリ処理部26は、このような操作が行われたか否かを判定する。 Next, the application processing unit 26 determines whether or not it is the second measurement mode (S42). When an operation for instructing the second measurement mode is performed on the operation button 41, the application processing unit 26 receives a notification signal transmitted from the headset 10 in response to an operation for instructing the second measurement mode. It is determined whether or not it has been acquired by 21. In addition, when an operation for instructing the second measurement mode is performed on a user interface (not shown) included in the information processing apparatus 20, the application processing unit 26 determines whether such an operation has been performed. To do.
 アプリ処理部26は、第二計測モードであると判定した場合(S42でYES)、図15に示されるように、提示部30における計測情報表示部30aに、「トリガパルス入力中」と表示する(S43)。また、アプリ処理部26は、提示部30におけるパルス入力状態表示部30eに、「トリガパルス入力:有」と表示する。 If it is determined that the application processing unit 26 is in the second measurement mode (YES in S42), as shown in FIG. 15, the trigger information is being displayed on the measurement information display unit 30a in the presentation unit 30. (S43). Further, the application processing unit 26 displays “trigger pulse input: present” on the pulse input state display unit 30 e in the presentation unit 30.
 一方、アプリ処理部26は、第二計測モードではなく第一計測モードであると判定した場合(S42でNO)、図16に示されるように、提示部30における計測情報表示部30aに、「生体信号計測中」と表示する(S44)。また、アプリ処理部26は、提示部30におけるパルス入力状態表示部30eに、「トリガパルス入力:無」と表示する。 On the other hand, when the application processing unit 26 determines that it is not the second measurement mode but the first measurement mode (NO in S42), the measurement information display unit 30a in the presentation unit 30 displays “ “Measurement of biological signal” is displayed (S44). The application processing unit 26 displays “trigger pulse input: none” on the pulse input state display unit 30 e in the presentation unit 30.
 そして、生体信号計測装置10bにおいて生体信号(ここでは、脳波信号)が測定され(S45)、得られた生体信号は、生体信号取得部22を介して生体信号処理部23に伝送される。 Then, a biological signal (here, an electroencephalogram signal) is measured in the biological signal measuring device 10b (S45), and the obtained biological signal is transmitted to the biological signal processing unit 23 via the biological signal acquisition unit 22.
 生体信号を取得した生体信号処理部23において、生体信号波形調整部23aは、生体信号の波形を調整し(S46)、生体信号解析部23bは、波形調整された生体信号にフィルタ処理等の信号処理を行う。この結果、生体信号解析部23bからアプリ処理部26に生体信号波形が出力される。 In the biological signal processing unit 23 that has acquired the biological signal, the biological signal waveform adjustment unit 23a adjusts the waveform of the biological signal (S46), and the biological signal analysis unit 23b applies a signal such as filter processing to the biological signal whose waveform has been adjusted. Process. As a result, a biological signal waveform is output from the biological signal analysis unit 23 b to the application processing unit 26.
 生体信号波形を受信したアプリ処理部26は、図15及び図16に示されるように、提示部30における生体信号波形表示部30bに、受信した生体信号波形を表示する(S47)。また、図15に示されるように、第二計測モードにおいて、アプリ処理部26は、トリガパルスの立ち上がりを検出し、パルス位置表示部30dに第一トリガパルスの位置を示す矢印などを表示する。 The application processing unit 26 that has received the biological signal waveform displays the received biological signal waveform on the biological signal waveform display unit 30b in the presentation unit 30 as shown in FIGS. 15 and 16 (S47). As shown in FIG. 15, in the second measurement mode, the application processing unit 26 detects the rising edge of the trigger pulse and displays an arrow indicating the position of the first trigger pulse on the pulse position display unit 30d.
 なお、生体信号波形表示部30bに表示される生体信号波形は、例えば、複数回の計測に対応する複数の生体信号波形が加算平均されたものである。この加算平均においては、例えば、第一トリガパルスの位置を基準として複数の生体信号波形が加算される。 The biological signal waveform displayed on the biological signal waveform display unit 30b is, for example, an average of a plurality of biological signal waveforms corresponding to a plurality of measurements. In this addition averaging, for example, a plurality of biological signal waveforms are added based on the position of the first trigger pulse.
 以上のように、生体信号計測システム100においては、提示部30に、リアルタイムで、計測情報を示す計測情報表示部30a、生体信号波形を示す生体信号波形表示部30b、電極の位置を示す電極図示部30c、トリガパルスの入力状態を示すパルス入力状態表示部30eが表示され、多くの情報が一目で分かる。また、第二計測モードにおいては、提示部30にパルス位置表示部30dが表示され、トリガパルスの位置が一目でわかる。 As described above, in the biological signal measurement system 100, the presentation unit 30 is provided with the measurement information display unit 30a indicating the measurement information, the biological signal waveform display unit 30b indicating the biological signal waveform, and the electrode indicating the electrode position in real time. The unit 30c and the pulse input state display unit 30e indicating the input state of the trigger pulse are displayed, and a lot of information can be seen at a glance. Further, in the second measurement mode, the pulse position display unit 30d is displayed on the presentation unit 30, and the position of the trigger pulse can be known at a glance.
 [変形例]
 上記実施の形態では、生体信号の電位を計測するための計測電極51aが第一電極として例示され、計測電極51aによって検出される生体信号に第一トリガパルスが重畳された。しかしながら、第一電極は、生体信号の基準電位を計測するための参照電極51bであってもよく、参照電極51bによって検出される生体信号に第一トリガパルスが重畳されてもよい。
[Modification]
In the above embodiment, the measurement electrode 51a for measuring the potential of the biological signal is exemplified as the first electrode, and the first trigger pulse is superimposed on the biological signal detected by the measurement electrode 51a. However, the first electrode may be the reference electrode 51b for measuring the reference potential of the biological signal, and the first trigger pulse may be superimposed on the biological signal detected by the reference electrode 51b.
 また、計測電極51aによって検出される生体信号、及び、参照電極51bによって検出される生体信号の両方にトリガパルスが重畳されてもよい。図17は、このような変形例に係る生体信号計測装置の詳細な構成を示す回路ブロック図である。 Further, a trigger pulse may be superimposed on both the biological signal detected by the measurement electrode 51a and the biological signal detected by the reference electrode 51b. FIG. 17 is a circuit block diagram showing a detailed configuration of the biological signal measuring apparatus according to such a modification.
 図17に示されるように、生体信号計測装置10cは、生体信号計測装置10bに、第二トリガパルスを重畳するための構成要素として、第二パルス発生器56b、第二容量素子59b、スイッチ素子S2が追加された構成を有する。 As illustrated in FIG. 17, the biological signal measurement device 10c includes, as components for superimposing the second trigger pulse on the biological signal measurement device 10b, a second pulse generator 56b, a second capacitance element 59b, and a switch element. S2 is added.
 第二パルス発生器56bは、第二トリガパルスを出力する。第二トリガパルスは、第二パルスの一例である。第二パルス発生器56bは、具体的には、生成回路57bと、減衰回路58bとを備える。 The second pulse generator 56b outputs a second trigger pulse. The second trigger pulse is an example of a second pulse. Specifically, the second pulse generator 56b includes a generation circuit 57b and an attenuation circuit 58b.
 生成回路57bは、第二トリガパルスの元のトリガパルスを生成する発振回路である。生成回路57bは、例えば、操作ボタン41に対して行われた操作に基づいて、元のトリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更する。この結果、第二パルス発生器56bから出力される第二トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方が変更される。つまり、第二パルス発生器56bは、第二トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更可能である。なお、第二トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方は、情報処理装置20が備えるユーザインターフェース(図示せず)への操作に基づいて変更されてもよい。 The generation circuit 57b is an oscillation circuit that generates the original trigger pulse of the second trigger pulse. The generation circuit 57b changes at least one of the amplitude and pulse width of the original trigger pulse based on, for example, an operation performed on the operation button 41. As a result, at least one of the amplitude and pulse width of the second trigger pulse output from the second pulse generator 56b is changed. That is, the second pulse generator 56b can change at least one of the amplitude and the pulse width of the second trigger pulse. Note that at least one of the amplitude and pulse width of the second trigger pulse may be changed based on an operation on a user interface (not shown) included in the information processing apparatus 20.
 減衰回路58bは、生成回路57bによって生成された元のトリガパルスを減衰し、元のトリガパルスの減衰によって得られる第二トリガパルスを出力する。減衰回路58bの回路構成は、減衰回路58aと同様である。 The attenuation circuit 58b attenuates the original trigger pulse generated by the generation circuit 57b, and outputs a second trigger pulse obtained by attenuation of the original trigger pulse. The circuit configuration of the attenuation circuit 58b is the same as that of the attenuation circuit 58a.
 なお、第二パルス発生器56bは、生体信号計測装置10cの外部に設けられた信号生成装置から第二トリガパルスを取得するインターフェース回路または端子であってもよい。つまり、第二パルス発生器56bが生成回路57b及び減衰回路58bを備えることは必須ではない。 Note that the second pulse generator 56b may be an interface circuit or a terminal that acquires a second trigger pulse from a signal generation device provided outside the biological signal measurement device 10c. That is, it is not essential that the second pulse generator 56b includes the generation circuit 57b and the attenuation circuit 58b.
 また、第二トリガパルスが第一トリガパルスと同じ極性である場合、差動増幅回路74において第一トリガパルス及び第二トリガパルスが相殺されてしまう可能性がある。そこで、第二トリガパルスは、第一トリガパルスと逆極性であってもよい。 Further, when the second trigger pulse has the same polarity as the first trigger pulse, the first trigger pulse and the second trigger pulse may be canceled in the differential amplifier circuit 74. Therefore, the second trigger pulse may have a polarity opposite to that of the first trigger pulse.
 第二容量素子59bは、第二パルス発生器56bの出力端子及び第二増幅回路52bの入力端子を容量結合する。第二容量素子59bは、第二トリガパルスを生体信号に重畳するための素子である。第二容量素子59bの容量値は、例えば、100pFである。 The second capacitive element 59b capacitively couples the output terminal of the second pulse generator 56b and the input terminal of the second amplifier circuit 52b. The second capacitive element 59b is an element for superimposing the second trigger pulse on the biological signal. The capacitance value of the second capacitive element 59b is, for example, 100 pF.
 スイッチ素子S2は、第二容量素子59b及び第二増幅回路52bの入力端子の間に接続される。スイッチ素子S2は、制御部60から出力される制御信号CS2に応じて、第二容量素子59b及び第二増幅回路52bの入力端子を電気的な接続の有無を切り替える。スイッチ素子S2は、例えば、FETであるが、その他のスイッチ素子であってもよい。なお、スイッチ素子S2は、省略されてもよいが、第二トリガパルスを生体信号に重畳させない場合にスイッチ素子S2がオフされれば、第二パルス発生器56bの生体信号への影響を低減することができる。 The switch element S2 is connected between the input terminals of the second capacitor element 59b and the second amplifier circuit 52b. The switch element S2 switches the presence / absence of electrical connection between the input terminals of the second capacitor element 59b and the second amplifier circuit 52b according to the control signal CS2 output from the control unit 60. The switch element S2 is, for example, an FET, but may be another switch element. Although the switch element S2 may be omitted, if the switch element S2 is turned off when the second trigger pulse is not superimposed on the biological signal, the influence on the biological signal of the second pulse generator 56b is reduced. be able to.
 制御部60は、制御信号CS1を出力することにより、スイッチ素子S1のオン及びオフを切り替え、制御信号CS2を出力することにより、スイッチ素子S2のオン及びオフを切り替える。例えば、第一計測モードにおいては、スイッチ素子S1及びスイッチ素子S2がオフされ、第二計測モードにおいては、スイッチ素子S1及びスイッチ素子S2がオンされる。 The control unit 60 switches the switching element S1 on and off by outputting the control signal CS1, and switches the switching element S2 on and off by outputting the control signal CS2. For example, in the first measurement mode, the switch element S1 and the switch element S2 are turned off, and in the second measurement mode, the switch element S1 and the switch element S2 are turned on.
 [アクティブ電極]
 なお、図18A及び図18Bに示されるように、計測電極51a及び第一増幅回路52aは、例えば、一つの基板55に実装されることによりアクティブ電極50として実現されてもよい。図18A及び図18Bは、アクティブ電極50の外観を示す模式図である。図18Aに示されるように、計測電極51aは、基板55の一方の主面55aに実装され、図18Bに示されるように、第一増幅回路52aは、基板55の他方の主面55bに実装される。このように、計測電極51a及び第一増幅回路52aが一つの基板55に実装されれば、計測電極51a及び第一増幅回路52aを電気的に接続する配線の配線長を短くすることができる。そうすると、不要ノイズの発生などが抑制される。
[Active electrode]
18A and 18B, the measurement electrode 51a and the first amplifier circuit 52a may be realized as the active electrode 50 by being mounted on one substrate 55, for example. 18A and 18B are schematic views showing the appearance of the active electrode 50. FIG. As shown in FIG. 18A, the measurement electrode 51a is mounted on one main surface 55a of the substrate 55, and as shown in FIG. 18B, the first amplifier circuit 52a is mounted on the other main surface 55b of the substrate 55. Is done. Thus, if the measurement electrode 51a and the first amplifier circuit 52a are mounted on one substrate 55, the wiring length of the wiring that electrically connects the measurement electrode 51a and the first amplifier circuit 52a can be shortened. Then, generation | occurrence | production of unnecessary noise etc. are suppressed.
 なお、基板55には、さらに、第一容量素子59a及びスイッチ素子S1が実装されてもよい。また、図示されないが、参照電極51b及び第二増幅回路52bについても、一つの基板に実装されることによりアクティブ電極として実現されてよい。 It should be noted that the first capacitor element 59a and the switch element S1 may be further mounted on the substrate 55. Although not shown, the reference electrode 51b and the second amplifier circuit 52b may also be realized as active electrodes by being mounted on one substrate.
 [効果等]
 以上説明したように、生体信号計測装置10bは、第一トリガパルスを出力する第一パルス発生器56aと、生体に接触する第一電極によって検出される生体信号が入力される第一増幅回路52aと、第一パルス発生器56aの出力端子及び第一増幅回路52aの入力端子を容量結合する、第一トリガパルスを生体信号に重畳するための第一容量素子59aとを備える。第一トリガパルスは、第一パルスの一例である。
[Effects]
As described above, the biological signal measuring apparatus 10b includes the first pulse generator 56a that outputs the first trigger pulse and the first amplifier circuit 52a that receives the biological signal detected by the first electrode that contacts the living body. And a first capacitive element 59a for capacitively coupling the output terminal of the first pulse generator 56a and the input terminal of the first amplifier circuit 52a for superimposing the first trigger pulse on the biological signal. The first trigger pulse is an example of the first pulse.
 このような生体信号計測装置10bは、生体信号に第一トリガパルスを重畳することができる。 Such a biological signal measuring apparatus 10b can superimpose the first trigger pulse on the biological signal.
 また、例えば、第一パルス発生器56aは、減衰回路58aを含み、第一トリガパルスは、元のパルスが減衰回路58aによって減衰された信号である。 For example, the first pulse generator 56a includes an attenuation circuit 58a, and the first trigger pulse is a signal obtained by attenuating the original pulse by the attenuation circuit 58a.
 このような生体信号計測装置10bは、比較的振幅の大きいトリガパルスを減衰させて生体信号に適した比較的振幅の小さい第一トリガパルスを生成することができる。 Such a biological signal measuring apparatus 10b can generate a first trigger pulse having a relatively small amplitude suitable for a biological signal by attenuating a trigger pulse having a relatively large amplitude.
 また、例えば、減衰回路58aは、元のパルスの減衰量を変更可能である。 Also, for example, the attenuation circuit 58a can change the attenuation amount of the original pulse.
 このような生体信号計測装置10bは、比較的振幅の大きいトリガパルスを減衰させて生体信号に適した任意の振幅の第一トリガパルスを生成することができる。 Such a biological signal measuring apparatus 10b can generate a first trigger pulse having an arbitrary amplitude suitable for a biological signal by attenuating a trigger pulse having a relatively large amplitude.
 また、例えば、第一パルス発生器56aは、第一トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更可能である。 For example, the first pulse generator 56a can change at least one of the amplitude and the pulse width of the first trigger pulse.
 このような生体信号計測装置10bは、第一トリガパルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更することができる。 Such a biological signal measuring apparatus 10b can change at least one of the amplitude and the pulse width of the first trigger pulse.
 また、例えば、生体信号計測装置10bは、さらに、第一容量素子59a及び第一増幅回路52aの入力端子の電気的な接続の有無を切り替えるスイッチ素子S1を備える。 Further, for example, the biological signal measuring device 10b further includes a switch element S1 that switches presence / absence of electrical connection between the input terminals of the first capacitor element 59a and the first amplifier circuit 52a.
 このような生体信号計測装置10bにおいて、第一トリガパルスを生体信号に重畳させない場合にスイッチ素子S1がオフされれば、第一パルス発生器56aの生体信号への影響を低減することができる。 In such a biological signal measuring apparatus 10b, if the switch element S1 is turned off when the first trigger pulse is not superimposed on the biological signal, the influence of the first pulse generator 56a on the biological signal can be reduced.
 また、例えば、生体信号計測装置10bは、さらに、スイッチ素子S1をオフする第一計測モードの動作、及び、スイッチ素子S1をオンすることにより、第一トリガパルスを生体信号に重畳することが可能な第二計測モードの動作を行う制御部60を備える。 Further, for example, the biological signal measuring device 10b can superimpose the first trigger pulse on the biological signal by further operating in the first measurement mode in which the switch element S1 is turned off and turning on the switch element S1. The control part 60 which performs operation | movement of a 2nd measurement mode is provided.
 このような生体信号計測装置10bは、第一計測モード及び第二計測モードを切り替えることができる。 Such a biological signal measurement device 10b can switch between the first measurement mode and the second measurement mode.
 また、例えば、第一電極は、生体信号の電位を計測するための計測電極51aである。 Also, for example, the first electrode is a measurement electrode 51a for measuring the potential of a biological signal.
 このような生体信号計測装置10bは、計測電極51aによって検出される生体信号に第一トリガパルスを重畳することができる。つまり、複数の電極51のうち特定の計測電極51aによって検出された生体信号の生体信号波形にのみ選択的に第一トリガパルスを出現させることができる。 Such a biological signal measuring device 10b can superimpose the first trigger pulse on the biological signal detected by the measurement electrode 51a. That is, the first trigger pulse can selectively appear only in the biological signal waveform of the biological signal detected by the specific measurement electrode 51a among the plurality of electrodes 51.
 また、例えば、第一電極は、生体信号の基準電位を計測するための参照電極51bである。 For example, the first electrode is a reference electrode 51b for measuring a reference potential of a biological signal.
 このような生体信号計測装置10bは、参照電極51bによって検出される生体信号に第一トリガパルスを重畳することができる。参照電極51bによって検出される生体信号に第一トリガパルスが重畳されれば、参照電極51b以外の複数の電極51によって検出される生体信号の生体信号波形に共通して第一トリガパルスを出現させることができる。 Such a biological signal measuring device 10b can superimpose the first trigger pulse on the biological signal detected by the reference electrode 51b. If the first trigger pulse is superimposed on the biological signal detected by the reference electrode 51b, the first trigger pulse appears in common with the biological signal waveform of the biological signal detected by the plurality of electrodes 51 other than the reference electrode 51b. be able to.
 また、例えば、生体信号計測装置10cは、さらに、第二トリガパルスを出力する第二パルス発生器56bと、生体に接触する第二電極によって検出される生体信号が入力される第二増幅回路52bと、第二パルス発生器56bの出力端子及び第二増幅回路52bの入力端子を容量結合する第二容量素子59bとを備える。第二電極は、生体信号の基準電位を計測するための参照電極51bである。第二トリガパルスは、第二パルスの一例である。 Further, for example, the biological signal measuring device 10c further includes a second pulse generator 56b that outputs a second trigger pulse and a second amplifier circuit 52b that receives a biological signal detected by a second electrode that contacts the living body. And a second capacitive element 59b that capacitively couples the output terminal of the second pulse generator 56b and the input terminal of the second amplifier circuit 52b. The second electrode is a reference electrode 51b for measuring the reference potential of the biological signal. The second trigger pulse is an example of a second pulse.
 このような生体信号計測装置10bは、参照電極51bによって検出される生体信号に第二トリガパルスを重畳することができる。 Such a biological signal measuring device 10b can superimpose the second trigger pulse on the biological signal detected by the reference electrode 51b.
 また、例えば、第二トリガパルスは、第一トリガパルスと逆極性である。 Also, for example, the second trigger pulse has a polarity opposite to that of the first trigger pulse.
 これにより、差動増幅回路74において第一トリガパルス及び第二トリガパルスが相殺されることが抑制される。 This suppresses the first trigger pulse and the second trigger pulse from being canceled in the differential amplifier circuit 74.
 また、生体信号計測装置10bは、さらに、第一電極と、第一電極及び第一増幅回路52aが実装される基板55とを備える。 The biological signal measuring device 10b further includes a first electrode and a substrate 55 on which the first electrode and the first amplifier circuit 52a are mounted.
 このような生体信号計測装置10bは、第一電極及び第一増幅回路52aを電気的に接続する配線の配線長を短くすることにより、不要ノイズの発生を抑制することができる。 Such a biological signal measuring apparatus 10b can suppress the generation of unnecessary noise by shortening the wiring length of the wiring that electrically connects the first electrode and the first amplifier circuit 52a.
 また、ヘッドセット10などの脳波計は、生体信号計測装置10b(または生体信号計測装置10c)と、生体の頭部に装着される、第一電極が設けられた装着部40とを備える。 Also, an electroencephalograph such as the headset 10 includes a biological signal measuring device 10b (or a biological signal measuring device 10c) and a mounting portion 40 provided on the head of the living body and provided with a first electrode.
 このような脳波計は、生体信号に第一トリガパルスを重畳することができる。 Such an electroencephalograph can superimpose a first trigger pulse on a biological signal.
 また、生体信号計測装置10b(または生体信号計測装置10c)の制御方法は、スイッチ素子S1をオフする第一計測モードの動作、及び、スイッチ素子S1をオンすることにより、第一トリガパルスを生体信号に重畳することが可能な第二計測モードの動作を行う。 Moreover, the control method of the biological signal measuring device 10b (or the biological signal measuring device 10c) includes the operation of the first measurement mode in which the switch element S1 is turned off, and the first trigger pulse is turned on by turning on the switch element S1. The operation in the second measurement mode that can be superimposed on the signal is performed.
 このような制御方法は、第一計測モード及び第二計測モードを切り替えることができる。 Such a control method can switch between the first measurement mode and the second measurement mode.
 (その他の実施の形態)
 以上、実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment.
 例えば、上記実施の形態では、パルスは被験者への刺激の提示タイミングで重畳されたが、パルスは、生体信号の計測において複数回重畳されてもよい。例えば、計測開始タイミング、刺激の提示タイミング、及び、計測終了タイミングのそれぞれのタイミングにおいてパルスが重畳されてもよい。この場合、パルス形状がタイミングごとに異なれば、アプリ処理部は、パルスを検出することにより、計測開始タイミング、刺激の提示タイミング、及び、計測終了タイミングを特定することができる。 For example, in the above embodiment, the pulse is superimposed at the timing of presentation of the stimulus to the subject, but the pulse may be superimposed a plurality of times in the measurement of the biological signal. For example, pulses may be superimposed at each timing of measurement start timing, stimulus presentation timing, and measurement end timing. In this case, if the pulse shape is different for each timing, the application processing unit can identify the measurement start timing, the stimulus presentation timing, and the measurement end timing by detecting the pulse.
 また、上記実施の形態では、生体信号計測装置は、主として事象関連電位の計測に用いられたが生体信号計測装置の用途はこのような用途に限定されない。 In the above embodiment, the biological signal measuring device is mainly used for measuring the event-related potential, but the use of the biological signal measuring device is not limited to such a use.
 また、上記実施の形態で説明された回路構成は、一例であり、本発明は上記回路構成に限定されない。つまり、上記回路構成と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる回路も本発明に含まれる。例えば、上記回路構成と同様の機能を実現できる範囲で、ある素子に対して、直列又は並列に、スイッチ素子(トランジスタ)、抵抗素子、または容量素子等の素子が接続されたものも本発明に含まれる。 Further, the circuit configuration described in the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to the above circuit configuration. That is, like the above circuit configuration, a circuit that can realize a characteristic function of the present invention is also included in the present invention. For example, a device in which an element such as a switch element (transistor), a resistor element, or a capacitor element is connected in series or in parallel to a certain element within a range in which the same function as the above circuit configuration can be realized is also included in the present invention. included.
 また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。 In the above embodiment, another processing unit may execute a process executed by a specific processing unit. Further, the order of the plurality of processes may be changed, and the plurality of processes may be executed in parallel.
 また、上記実施の形態において、制御部などの構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 In the above embodiment, the components such as the control unit may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
 また、制御部などの構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、制御部などの構成要素は、回路(または集積回路)でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。 Further, the components such as the control unit may be realized by hardware. For example, the component such as the control unit may be a circuit (or an integrated circuit). These circuits may constitute one circuit as a whole, or may be separate circuits. Each of these circuits may be a general-purpose circuit or a dedicated circuit.
 また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 The general or specific aspect of the present invention may be realized by a recording medium such as a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM. Further, the present invention may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
 例えば、本発明は、生体信号計測装置の制御方法として実現されてもよいし、このような制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本発明は、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。 For example, the present invention may be realized as a control method of a biological signal measurement device, or may be realized as a program for causing a computer to execute such a control method. Further, the present invention may be realized as a computer-readable non-transitory recording medium in which such a program is recorded.
 また、上記実施の形態で説明された生体信号計測システムは、単一の装置として実現されてもよいし、複数の装置によって実現されてもよい。生体信号計測システムが複数の装置によって実現される場合、上記実施の形態で説明された生体信号計測システムが備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。 Further, the biological signal measurement system described in the above embodiment may be realized as a single device or may be realized by a plurality of devices. When the biological signal measurement system is realized by a plurality of devices, the components included in the biological signal measurement system described in the above embodiment may be distributed to the plurality of devices in any way.
 また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 In addition, one or a plurality of modes may be used in the present embodiment in which various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, or in a configuration constructed by combining components in different embodiments, without departing from the spirit of the present invention. It may be included in the range.
 10 ヘッドセット(脳波計)
 10b、10c 生体信号計測装置
 40 装着部
 51a 計測電極(第一電極)
 51b 参照電極(第一電極、第二電極)
 52a 第一増幅回路
 52b 第二増幅回路
 55 基板
 56a 第一パルス発生器
 56b 第二パルス発生器
 58a、58b 減衰回路
 59a 第一容量素子
 59b 第二容量素子
 60 制御部
 74 差動増幅回路
 S1、S2 スイッチ素子
10 Headset (electroencephalograph)
10b, 10c Biological signal measuring device 40 Wearing part 51a Measuring electrode (first electrode)
51b Reference electrode (first electrode, second electrode)
52a first amplifier circuit 52b second amplifier circuit 55 substrate 56a first pulse generator 56b second pulse generator 58a, 58b attenuation circuit 59a first capacitor element 59b second capacitor element 60 control unit 74 differential amplifier circuit S1, S2 Switch element

Claims (14)

  1.  第一パルスを出力する第一パルス発生器と、
     生体に接触する第一電極によって検出される生体信号が入力される第一増幅回路と、
     前記第一パルス発生器の出力端子及び前記第一増幅回路の入力端子を容量結合する、前記第一パルスを前記生体信号に重畳するための第一容量素子とを備える
     生体信号計測装置。
    A first pulse generator for outputting a first pulse;
    A first amplifier circuit to which a biological signal detected by the first electrode that contacts the living body is input;
    A biological signal measurement device comprising: a first capacitive element for capacitively coupling an output terminal of the first pulse generator and an input terminal of the first amplifier circuit for superimposing the first pulse on the biological signal.
  2.  前記第一パルス発生器は、減衰回路を含み、
     前記第一パルスは、元のパルスが前記減衰回路によって減衰された信号である
     請求項1に記載の生体信号計測装置。
    The first pulse generator includes an attenuation circuit;
    The biological signal measurement device according to claim 1, wherein the first pulse is a signal obtained by attenuating the original pulse by the attenuation circuit.
  3.  前記減衰回路は、前記元のパルスの減衰量を変更可能である
     請求項2に記載の生体信号計測装置。
    The biological signal measurement device according to claim 2, wherein the attenuation circuit is capable of changing an attenuation amount of the original pulse.
  4.  前記第一パルス発生器は、前記第一パルスの振幅及びパルス幅の少なくとも一方を変更可能である
     請求項1~3のいずれか1項に記載の生体信号計測装置。
    The biological signal measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first pulse generator is capable of changing at least one of an amplitude and a pulse width of the first pulse.
  5.  さらに、前記第一容量素子及び前記第一増幅回路の入力端子の電気的な接続の有無を切り替えるスイッチ素子を備える
     請求項1~4のいずれか1項に記載の生体信号計測装置。
    The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a switch element for switching presence / absence of electrical connection between the first capacitor element and an input terminal of the first amplifier circuit.
  6.  さらに、前記スイッチ素子をオフする第一計測モードの動作、及び、前記スイッチ素子をオンすることにより、前記第一パルスを前記生体信号に重畳することが可能な第二計測モードの動作を行う制御部を備える
     請求項5に記載の生体信号計測装置。
    Further, the control for performing the operation in the first measurement mode in which the switch element is turned off, and the operation in the second measurement mode in which the first pulse can be superimposed on the biological signal by turning on the switch element. The biological signal measuring device according to claim 5.
  7.  前記第一電極は、前記生体信号の電位を計測するための計測電極である
     請求項1~6のいずれか1項に記載の生体信号計測装置。
    The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the first electrode is a measurement electrode for measuring a potential of the biological signal.
  8.  前記第一電極は、前記生体信号の基準電位を計測するための参照電極である
     請求項1~6のいずれか1項に記載の生体信号計測装置。
    The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the first electrode is a reference electrode for measuring a reference potential of the biological signal.
  9.  さらに、
     第二パルスを出力する第二パルス発生器と、
     前記生体に接触する第二電極によって検出される生体信号が入力される第二増幅回路と、
     前記第二パルス発生器の出力端子及び前記第二増幅回路の入力端子を容量結合する第二容量素子とを備え、
     前記第二電極は、前記生体信号の基準電位を計測するための参照電極である
     請求項7に記載の生体信号計測装置。
    further,
    A second pulse generator for outputting a second pulse;
    A second amplification circuit to which a biological signal detected by the second electrode in contact with the living body is input;
    A second capacitive element that capacitively couples the output terminal of the second pulse generator and the input terminal of the second amplifier circuit;
    The biological signal measuring device according to claim 7, wherein the second electrode is a reference electrode for measuring a reference potential of the biological signal.
  10.  前記第二パルスは、前記第一パルスと逆極性である
     請求項9に記載の生体信号計測装置。
    The biological signal measurement device according to claim 9, wherein the second pulse has a polarity opposite to that of the first pulse.
  11.  さらに、
     前記第一電極と、
     前記第一電極及び前記第一増幅回路が実装される基板とを備える
     請求項1~10のいずれか1項に記載の生体信号計測装置。
    further,
    The first electrode;
    The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 10, further comprising a substrate on which the first electrode and the first amplifier circuit are mounted.
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載の生体信号計測装置と、
     前記生体の頭部に装着される、前記第一電極が設けられた装着部とを備える
     脳波計。
    The biological signal measuring device according to any one of claims 1 to 11,
    An electroencephalograph comprising: a mounting portion mounted on the head of the living body and provided with the first electrode.
  13.  生体信号計測装置の制御方法であって、
     前記生体信号計測装置は、
     第一パルスを出力する第一パルス発生器と、
     生体に接触する第一電極によって検出される生体信号が入力される第一増幅回路と、
     前記第一パルス発生器の出力端子及び前記第一増幅回路の入力端子を容量結合する、前記第一パルスを前記生体信号に重畳するための容量素子と、
     前記容量素子及び前記第一増幅回路の入力端子の間に接続されたスイッチ素子とを備え、
     前記制御方法は、
     前記スイッチ素子をオフする第一計測モードの動作、及び、前記スイッチ素子をオンすることにより、前記第一パルスを前記生体信号に重畳することが可能な第二計測モードの動作を行う
     制御方法。
    A control method of a biological signal measuring device,
    The biological signal measuring device is
    A first pulse generator for outputting a first pulse;
    A first amplifier circuit to which a biological signal detected by the first electrode that contacts the living body is input;
    A capacitive element for capacitively coupling the output terminal of the first pulse generator and the input terminal of the first amplifier circuit for superimposing the first pulse on the biological signal;
    A switching element connected between the capacitive element and the input terminal of the first amplifier circuit;
    The control method is:
    A control method for performing an operation in a first measurement mode in which the switch element is turned off, and an operation in a second measurement mode in which the first pulse can be superimposed on the biological signal by turning on the switch element.
  14.  請求項13に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the control method according to claim 13.
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