JPH0651032B2 - 皮膚電位検出用電極および該電極を用いた装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、使用者の皮膚電位を検出する皮膚電位検出用
電極および該電極を用いた装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、特開昭４９−４８１８２号公報に記載のように固
体金属と多孔質層分離体の間にイオン溶液を介在させた
電極を用いて皮膚電位を検出する技術が知られている。

また実開昭５０−１１４１８９号公報に記載のように電
極部材に導電性液体を含浸させた通水性絶縁部材を密着
させ、この導電性液体が含浸された通水性絶縁部材を介
して皮膚電位を検出する技術も知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この特開昭４９−４８１８２号公報に記
載のものにおいては、高温低湿度状態にさらされると、
電解質水分が揮発してイオン溶液が不足し、長時間の測
定が不可能になるという問題点がある。

また、実開昭５０−１１４１８９号公報に記載のものに
おいても、高温低湿度状態にさらされると、絶縁部材に
含浸させた導電性液体が揮発し、電極部材と皮膚との間
の導通が断たれることになり、測定が不可能となるとい
う問題点を有している。

従って、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので
あり、イオン溶液若しくは導電性液体が揮発しても長時
間使用に耐えうる皮膚電位検出用電極および該電極を用
いた装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の課題を解決するために、次の技術的手
段を採用するものである。

請求項１記載の発明では、導電剤を含浸させた多孔質部
材と、該多孔質部材と接触して配設され、この多孔質部
材を介して皮膚電位を検出する電極と、前記多孔質部材
と接触して設けられ、前記多孔質部材へ導電剤を供給す
るための導電剤を保持する空孔部と、前記電極、前記多
孔質部材および前記空孔部を被嵌する装着部材と、前記
多孔質部材を皮膚へ接触させる保持手段と、を具備した
ものである。

また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の電極を
複数有し、この各電極からの電気信号に基づき皮膚電位
の電位差を検出する検出回路を具備してなるものであ
る。

〔作用〕

請求項１記載の発明によれば、電極が導電剤を含浸させ
た多孔質部材を介して皮膚電位を検出する。

そのとき、多孔質部材から導電剤が揮発しても、多孔質
部材と接触して設けられ導電剤が保持された空孔部か
ら、多孔質部材へ導電剤が補充されるため、電極は多孔
質部材を介して皮膚と電気的接触を長時間継続し、皮膚
電位の検出が行われる。

また請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電極
を複数用いることにより、各電極からの電気信号より皮
膚電位の電位差を検出し、この電位差に基づき覚醒状態
を検出する。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図乃至第５図は本発明の第１実施例を示す図であ
る。第１図は本実施例の装着部材４及び７を各々手首と
指に装着した状態を示す斜視図である。第１図において
１及び２は、第１の電極及び第２の電極である。第２図
は第１の装着部材７付近の要部の平面図、第３図はその
側面断面図である。第３図において第１の電極１は、直
径約５mm，厚さ１．５mmの銀及び塩化銀電極であり、電
線７１にはんだ８４で電気的に接続されている。第１の
装着部材７は、通気性のない材料（例えばシリコンゴ
ム）より成るケースである。８６はガラス又はセラミッ
ク等より成る第１の多孔質部材であり、例えば日本理化
学機械株式会社の商品名ガラスフィルター板No.４を用
いる。この第１の多孔質部材８６は、半径１ミクロンか
ら１０ミクロンの細い連通孔を多く持つ多孔質ガラスで
ある。本実施例においては、この第１の多孔質部材８６
は、第３図に示すように、第１の電極１との間に空孔部
をなす空洞が形成されこの空洞内には導電性ペースト８
８が満たしてあって、多孔質部材８６は導電性ペースト
８８を含浸している。この導電ペースト８８は、例えば
粘度１０，０００ＣＰＳ以上のものであり、エレフィッ
クスＥＥＧペースト（日本光電工業製）である。第１の
多孔質部材８６には、この導電性ペースト８８が含浸さ
れ、開口部９２を除き、第１の装着部材に覆われてい
る。また、この第１の多孔質部材８６の下部は、テーパ
面９０を有しており、脱落防止形状を構成している。開
口部９２においては、第１の多孔質部材８６がわずかに
突出し、この開口部９２において皮膚と接触する。

尚、第２の装着部材４における第２の電極２，第２の多
孔質部材は、第１の装着部材７におけるものと同じであ
るため、その説明は省略する。

第４図には、本発明の皮膚電位検出装置を車両運転者の
居眠り防止に利用した例における装置構成を示す。この
第４図において、検出回路６０は検出部４１と送信部４
２よりなり、検出部４１には第１及び第２の電極１及び
２が接続されている。検出部４１は、電極１，２で得ら
れる皮膚電位を検出し、これらの電位差を算出して、こ
れを送信部４２に出力する。送信部４２は、上記電位差
信号を変調して電波として送出する。受信部６１は、イ
ンストルメントルパネル等に設けられ、上記電波を受信
して復調し、上記電位差信号を得る。電位差信号は、コ
ンパメータ６３に入力し、ここで、基準電圧発生回路６
２より出力される定電圧と比較される。上記電位差信号
は、運転者の覚醒状態が低下する、すなわち眠気をもよ
おすと、低下する性質を有する。しかして、上記電位差
信号が定電圧より低くなると、コンパメータ６３より
「Ｈ」レベル出力が発せられ、これが所定時間（例えば
１分）以上接続すると、高段のタイマ回路６４よりクー
ラ起動指令信号が発せられる。この起動指令信号はクー
ラ制御回路６５に入力し、クーラがき移動して運転者に
冷風を吹きつけ、再び高い覚醒状態に戻す。

以上説明したように、本実施例によれば、多孔質部材８
６が開口部９２で皮膚と接触するとともに、電極１と接
触し、かつ、内部の空間に導電性ペースト８８を有して
いるため、多孔質部材８６内に含浸された導電性ペース
トが開口部９２から揮発しても、揮発した分を導電性ペ
ースト８８から毛細管現象により吸収することによって
補充するため、第１の電極１と、開口部９２にて多孔質
部材８６と接する皮膚とは、導電性ペーストを含浸した
多孔質部材８６により長時間電気的に接続され、この電
気的接続は導電性ペースト８８がなくなるまで行われ
る。このように本実施例においては導電性ペーストが揮
発しても長時間使用しうるという優れた効果を奏する。
第５図には、本実施例の皮膚電位検出装置と従来の皮膚
電位検出装置とを比較した実験結果を示す。この第５図
からわかるように、従来ではこの実験結果は、８０℃の
温度の下で電極材の低減が１０ＫΩ以上となったとき
（耐久時間）を示す。

第６図乃至第８図には本実施例における装着部材７の変
形例を示す。第６図においては、前記第１実施例におい
て用いた多孔質部材８６と電極１との間に多孔質部材１
００を介して、この多孔質部材１００と多孔質部材８６
により空間を形成しこの内部に導電ペースト８８を封入
した例である。

第７図におけるものにおいては、前記第１実施例の開口
部９２に相当する部分に、多孔質部材８６の空洞と連通
する孔を設け、この孔部をシリコン１０２で栓をし、そ
れにより形成された空洞内に導電性ペースト８８を封入
した例である。

第８図に示す例においては、多孔質部材８６の中心に空
洞を設けるのではなく、多孔質部材８６とケース８０と
の間に空洞を設けその内部に導電性ペースト８８を封入
したものである。

次に第９図乃至第１３図を用いて本発明の第２実施例を
説明する。第９図は本発明にかかる装着部材７を保持手
段をなす指リング１２０に組み込んだ例を示す正面図で
あり第１０図はこの斜視図である。第９図及び第１０図
においては電極７が装着される指帯１３０，弾性板材１
２２及びスライダー１２８が、軸１２６及びめ１２４
により図のように結合される。スライダー１２８は、樹
脂等の硬い材料であり、表面は指帯１３０に対して滑り
やすい材料とする。またこのスライダー１２８は、指帯
１３０にきられた溝部を通り、軸１２６により、このス
ライダー１２８と指帯１３０及び弾性板材１２２は、軸
回り方向に可動である。第１１図には、この指リング１
２０を指１３６へ装着した状態を示す図である。第１２
図(a)，(b)には本実施例の指リングを指へ着脱する際の
着脱方法について説明する図である。弾力性のある弾性
板材１２２の両端を指でつまむことにより、第１２図
(a)のように指帯１３０の周が広がり、この状態で、指
１３６にはめ、つまみを離すと、第１２図(b)のように
弾性板材１２２の弾力により、指１３６にフィットす
る。

第１３図には上記第２実施例の変形例を示す。この第１
３図においては第９図におけるピン１２６のかわりに
め１３２により、弾性板材１２２及びスライダー１２８
を固定したものである。

以上述べたようにこの第２実施例によれば、指リング１
２０を装着するのに、指の甲側につまみがあるので、装
着する以外の指にはつまみが邪魔にならず、装着性が向
上するという優れた効果を奏する。

〔発明の効果〕

請求項１記載の発明によれば、導電剤が保持された空孔
部を多孔質部材に接触して設け、導電剤を多孔質部材へ
補充する構成としたので、多孔質部材から導電剤が揮発
したり皮膚面について量が減少しても長時間皮膚電位を
検出することができるという優れた効果を奏する。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電
極を複数用いて、各電極において検出された皮膚電位の
電位差を検出することにより、長時間覚醒状態を検出す
ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例において指及び手首に装着
した場合を示す図、第２図は上記第１実施例の装着部材
７の詳細な平面図、第３図は第２図の側面断面図、第４
図は本発明の第１実施例を車両運転者の居眠り防止に利
用した例を示す構成図、第５図は上記第１実施例と従来
とを比較する図、第６図乃至第８図は上記第１実施例の
装着部材の変形例を示す断面図、第９図は本発明の第２
実施例を示す正面図、第１０図は上記第２実施例の斜視
図、第１１図は上記第２実施例を指に装着した場合を示
す図、第１２図ａ及びｂは上記第２実施例を指に装着す
る場合を説明するための図、第１３図は上記第２実施例
の変形例を示す図である。 １，２……電極，４，７……装着部材，６０……検出回
路，８６……多孔質部材，８８……導電剤が保持された
空孔部，１２０……保持手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電剤を含浸させた多孔質部材と、 該多孔質部材と接触して配設され、この多孔質部材を介
   して皮膚電位を検出する電極と、 前記多孔質部材と接触して設けられ、前記多孔質部材へ
   導電剤を供給するための導電剤を保持する空孔部と、 前記電極、前記多孔質部材および前記空孔部を被嵌する
   装着部材と、 前記多孔質部材を皮膚へ接触させる保持手段と、 を具備したことを特徴とする皮膚電位検出用電極。
2. 【請求項２】請求項１記載の電極を複数有し、この各電
   極からの電気信号に基づき皮膚電位の電位差を検出する
   検出回路を具備してなることを特徴とする皮膚電位検出
   用電極を用いた装置。