JPH1075936A - 皮膚インピーダンス入力装置 - Google Patents
皮膚インピーダンス入力装置Info
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- JPH1075936A JPH1075936A JP8235003A JP23500396A JPH1075936A JP H1075936 A JPH1075936 A JP H1075936A JP 8235003 A JP8235003 A JP 8235003A JP 23500396 A JP23500396 A JP 23500396A JP H1075936 A JPH1075936 A JP H1075936A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定的な測定が行え、かつ耐久性、皮膚との
接触感、加工性に優れた皮膚インピーダンス入力装置を
提供する。 【解決手段】 基板１０の上面に手形１１を形成し、こ
の手形に被測定者が手を乗せたときに、測定電極ＥＬ1
を被測定者の拇指の基部が接触する位置Ａに配置し、基
準電極ＥＬＲを被測定者の第５指の基部が接触する位置
Ｂに配置し、通電電極ＥＬ2 を被測定者の第２指〜第４
指の基部が接触するように配置する。
接触感、加工性に優れた皮膚インピーダンス入力装置を
提供する。 【解決手段】 基板１０の上面に手形１１を形成し、こ
の手形に被測定者が手を乗せたときに、測定電極ＥＬ1
を被測定者の拇指の基部が接触する位置Ａに配置し、基
準電極ＥＬＲを被測定者の第５指の基部が接触する位置
Ｂに配置し、通電電極ＥＬ2 を被測定者の第２指〜第４
指の基部が接触するように配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、皮膚インピーダ
ンスの測定装置、特に皮膚インピーダンス入力装置に関
する。
ンスの測定装置、特に皮膚インピーダンス入力装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】生体の皮膚インピーダンスは、覚醒水準
の指標として用いる研究がなされている。この種の皮膚
インピーダンスを測定するのに、例えば図１４のＡＣ通
電法の測定装置が使用される。ここでは、測定用の電極
は、測定電極ＥＬ1 、通電電極ＥＬ2 及び基準電極ＥＬ
Ｒの３個の電極が使用され、測定電極ＥＬ1 を手の掌
に、通電電極ＥＬ2 、基準電極ＥＬＲを前腕に装着して
いる。正弦波発振器１から出力電圧を電圧／電流変換器
２で同相の電流に変換し、皮膚に通電する。その電流に
より皮膚インピーダンスの変化を電位降下として取り出
し、差動増幅器３で増幅する。これを乗算器４で基準信
号によって同期整流し、基準信号に対して２倍の周波数
成分をもつ成分を、遮断周波数３．５Ｈｚの低域通過フ
ィルタ（ＬＰＦ）５を通じて取り除くことにより、ＬＰ
Ｆ出力には、直流信号が取り出され、皮膚インピーダン
スＺの等価直列抵抗成分Ｒ、に比例した電圧（ＳＩＬ）
となる。さらに、このＳＩＬを遮断周波数０．０５Ｈｚ
の高域通過フィルタ６に通すことにより、皮膚インピー
ダンスの変動成分に比例した波形（ＳＩＲ）を取り出す
ことができる〔文献：電子情報通信学会信学技報ＭＢＥ
−５４（１９９３−０７）、電学論Ｃ１１３巻７号、平
成５年Ｐ５２７〕。
の指標として用いる研究がなされている。この種の皮膚
インピーダンスを測定するのに、例えば図１４のＡＣ通
電法の測定装置が使用される。ここでは、測定用の電極
は、測定電極ＥＬ1 、通電電極ＥＬ2 及び基準電極ＥＬ
Ｒの３個の電極が使用され、測定電極ＥＬ1 を手の掌
に、通電電極ＥＬ2 、基準電極ＥＬＲを前腕に装着して
いる。正弦波発振器１から出力電圧を電圧／電流変換器
２で同相の電流に変換し、皮膚に通電する。その電流に
より皮膚インピーダンスの変化を電位降下として取り出
し、差動増幅器３で増幅する。これを乗算器４で基準信
号によって同期整流し、基準信号に対して２倍の周波数
成分をもつ成分を、遮断周波数３．５Ｈｚの低域通過フ
ィルタ（ＬＰＦ）５を通じて取り除くことにより、ＬＰ
Ｆ出力には、直流信号が取り出され、皮膚インピーダン
スＺの等価直列抵抗成分Ｒ、に比例した電圧（ＳＩＬ）
となる。さらに、このＳＩＬを遮断周波数０．０５Ｈｚ
の高域通過フィルタ６に通すことにより、皮膚インピー
ダンスの変動成分に比例した波形（ＳＩＲ）を取り出す
ことができる〔文献：電子情報通信学会信学技報ＭＢＥ
−５４（１９９３−０７）、電学論Ｃ１１３巻７号、平
成５年Ｐ５２７〕。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の皮膚イ
ンピーダンスの測定方法では、電極の取り付け部位、接
触状態の変化については、十分な示唆が見当たらない。
したがって、例えば手の掌の皮膚インピーダンスを測定
するための電極配置や電極と皮膚の接触条件が把握され
ておらず、測定の信頼性、データの解釈、再現性の点で
不十分であるという問題がある。
ンピーダンスの測定方法では、電極の取り付け部位、接
触状態の変化については、十分な示唆が見当たらない。
したがって、例えば手の掌の皮膚インピーダンスを測定
するための電極配置や電極と皮膚の接触条件が把握され
ておらず、測定の信頼性、データの解釈、再現性の点で
不十分であるという問題がある。
【０００４】また、一般に、生体に通電して測定を行う
場合の電極としてプリゲル電極がある。このプリゲル電
極は皮膚との密着度を確保できるメリットがあり、安定
的な測定を行うことが可能となるが、耐久性、皮膚との
接触感、加工性に問題があった。この発明は上記問題点
に着目してなされたものであって、安定的な測定が行
え、かつ耐久性、皮膚との接触感、加工性に優れた電極
を持つ皮膚インピーダンス入力装置を提供することを目
的としている。
場合の電極としてプリゲル電極がある。このプリゲル電
極は皮膚との密着度を確保できるメリットがあり、安定
的な測定を行うことが可能となるが、耐久性、皮膚との
接触感、加工性に問題があった。この発明は上記問題点
に着目してなされたものであって、安定的な測定が行
え、かつ耐久性、皮膚との接触感、加工性に優れた電極
を持つ皮膚インピーダンス入力装置を提供することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この出願の発明者等は、
図１４に示す従来の通電装置を用い、図３で示すよう
に、掌に３個の電極、すなわち測定電極ＥＬ1 、通電電
極ＥＬ2 及び基準電極ＥＬＲを配置し、電流Ｉ1 を通電
して、その特性を検討中に差動増幅器３の出力Ｖ
OUT は、測定電極ＥＬ1 における皮膚接触抵抗Ｒ1 にの
み大きく依存することを見出した。以下、その理由を図
３のＥ部分の等価回路（図１３）を参照し、式を用いて
説明する。
図１４に示す従来の通電装置を用い、図３で示すよう
に、掌に３個の電極、すなわち測定電極ＥＬ1 、通電電
極ＥＬ2 及び基準電極ＥＬＲを配置し、電流Ｉ1 を通電
して、その特性を検討中に差動増幅器３の出力Ｖ
OUT は、測定電極ＥＬ1 における皮膚接触抵抗Ｒ1 にの
み大きく依存することを見出した。以下、その理由を図
３のＥ部分の等価回路（図１３）を参照し、式を用いて
説明する。
【０００６】ここで、図３の回路において、 電圧／電流変換器２は入力された電圧値が表現する目
標電流値を維持するための電流サーボ機能を内蔵してい
る。そのため、通電電極ＥＬ2 と皮膚との間の接触抵抗
が変動しても、通電電極ＥＬ2 を通じて手に流しこまれ
る電流値は電流サーボ機能の働きにより、変化しない。
なお、電圧／電流変換器２は、この電流サーボ機能を持
たせた状態で、例えば通電電極ＥＬ2 の接触面積が極端
に小さくなると一定電流を流すために、無限に出力電圧
が大きくなるのを防止するため、電圧リミッタを内蔵し
ている。
標電流値を維持するための電流サーボ機能を内蔵してい
る。そのため、通電電極ＥＬ2 と皮膚との間の接触抵抗
が変動しても、通電電極ＥＬ2 を通じて手に流しこまれ
る電流値は電流サーボ機能の働きにより、変化しない。
なお、電圧／電流変換器２は、この電流サーボ機能を持
たせた状態で、例えば通電電極ＥＬ2 の接触面積が極端
に小さくなると一定電流を流すために、無限に出力電圧
が大きくなるのを防止するため、電圧リミッタを内蔵し
ている。
【０００７】差動増幅器３の入力インピーダンスは非
常に大きく、実質的に無限大であるとみなせる。 上記より、図３のＥ部分の回路は、図１３の等価回
路で表現できる。なお、Ｒ1 は測定電極ＥＬ1 と皮膚と
の接触抵抗、Ｒ2 は通電電極ＥＬ2 と皮膚との接触抵
抗、ＲR は基準電極ＥＬＲと皮膚との接触抵抗である
（手の内部の抵抗値は０とした）。
常に大きく、実質的に無限大であるとみなせる。 上記より、図３のＥ部分の回路は、図１３の等価回
路で表現できる。なお、Ｒ1 は測定電極ＥＬ1 と皮膚と
の接触抵抗、Ｒ2 は通電電極ＥＬ2 と皮膚との接触抵
抗、ＲR は基準電極ＥＬＲと皮膚との接触抵抗である
（手の内部の抵抗値は０とした）。
【０００８】この等価回路において、次の回路方程式が
成立する。 ＶOUT ＝ＶR −Ｖ0 …（１） ＶT ＝Ｒ1 ・Ｉ1 ＋Ｖ0 …（２） ＶR ＝ＶT …（３） （３）式が成立つのは、差動増幅器３の入力インピーダ
ンスは無限大なので、抵抗ＲR を電流が流れないからで
ある。
成立する。 ＶOUT ＝ＶR −Ｖ0 …（１） ＶT ＝Ｒ1 ・Ｉ1 ＋Ｖ0 …（２） ＶR ＝ＶT …（３） （３）式が成立つのは、差動増幅器３の入力インピーダ
ンスは無限大なので、抵抗ＲR を電流が流れないからで
ある。
【０００９】上記（１）〜（３）式より、 ＶOUT ＝Ｒ1 ・Ｉ1 …（４） そして、 Ｒ1 ＝ρ・Ｓ1 …（５） ただし、ρ ：単位面積当たりの皮膚接触抵抗 Ｓ1 ：測定電極ＥＬ1 の面積 であるから、（４）式は ＶOUT ＝ρ・Ｓ1 ・Ｉ1 …（６） と変形できる。
【００１０】それゆえ、出力ＶOUT は皮膚接触抵抗
Ｒ1 、すなわち測定電極ＥＬ1 の皮膚接触抵抗のみの影
響を受け、単位面積当たりの皮膚接触抵抗ρに正しく対
応した出力ＶOUT を得ようとすれば、接触面積Ｓ1 を安
定に保つ必要がある。この出願の発明は、上記見出した
事実に基づきなされたものであって、皮膚インピーダン
ス入力装置において、最も測定を安定になし得るよう
に、測定電極を皮膚との間で一定な接触面積が得られる
ように構成している。
Ｒ1 、すなわち測定電極ＥＬ1 の皮膚接触抵抗のみの影
響を受け、単位面積当たりの皮膚接触抵抗ρに正しく対
応した出力ＶOUT を得ようとすれば、接触面積Ｓ1 を安
定に保つ必要がある。この出願の発明は、上記見出した
事実に基づきなされたものであって、皮膚インピーダン
ス入力装置において、最も測定を安定になし得るよう
に、測定電極を皮膚との間で一定な接触面積が得られる
ように構成している。
【００１１】この明細書の特許請求の範囲の請求項１に
掛かる皮膚インピーダンス入力装置は、測定電極、通電
電極及び基準電極の３個の電極を用いて皮膚インピーダ
ンスを測定するものにおいて、少なくとも測定電極は、
被測定者の手の拇指の基部あるいは第５指の基部に接触
するように配置している。また、請求項２に係る皮膚イ
ンピーダンス入力装置は、測定電極、通電電極及び基準
電極の３個の電極を用いて皮膚インピーダンスを測定す
るものにおいて、前記測定電極は、被測定者の手の拇指
の基部に、前記通電電極を第５指の基部に接触するよう
に、かつ前記基準電極を、前記拇指の基部、第５指の基
部以外の掌領域に接触するように配置している。
掛かる皮膚インピーダンス入力装置は、測定電極、通電
電極及び基準電極の３個の電極を用いて皮膚インピーダ
ンスを測定するものにおいて、少なくとも測定電極は、
被測定者の手の拇指の基部あるいは第５指の基部に接触
するように配置している。また、請求項２に係る皮膚イ
ンピーダンス入力装置は、測定電極、通電電極及び基準
電極の３個の電極を用いて皮膚インピーダンスを測定す
るものにおいて、前記測定電極は、被測定者の手の拇指
の基部に、前記通電電極を第５指の基部に接触するよう
に、かつ前記基準電極を、前記拇指の基部、第５指の基
部以外の掌領域に接触するように配置している。
【００１２】また、請求項３に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極を第５指の基部に、通電電極を拇指の
基部に接触するように、かつ前記基準電極を、前記拇指
の基部、第５指の基部以外の掌領域に接触するように配
置している。
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極を第５指の基部に、通電電極を拇指の
基部に接触するように、かつ前記基準電極を、前記拇指
の基部、第５指の基部以外の掌領域に接触するように配
置している。
【００１３】また、請求項４に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前
記基準電極を第５指の基部に接触するように、かつ前記
通電電極を、前記拇指の基部、第５指の基部以外の掌領
域に接触するように配置している。
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前
記基準電極を第５指の基部に接触するように、かつ前記
通電電極を、前記拇指の基部、第５指の基部以外の掌領
域に接触するように配置している。
【００１４】また、請求項５に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極を第５指の基部に、前記基準電極を拇
指の基部に接触するように、かつ前記通電電極を前記拇
指の基部、第５指の基部以外の掌領域に接触するように
配置している。
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極を第５指の基部に、前記基準電極を拇
指の基部に接触するように、かつ前記通電電極を前記拇
指の基部、第５指の基部以外の掌領域に接触するように
配置している。
【００１５】また、請求項６に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
または請求項５に係るものにおいて、前記測定電極、通
電電極及び基準電極は、上面が平面状の基体の上面に形
成したものである。また、請求項項７に係る皮膚インピ
ーダンス入力装置は、請求項６に係るものにおいて、前
記基体の上面に、手を載置したときに手の掌を所定の位
置に位置決めする位置決め手段を前記基体上に備えたも
のである。
入力装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
または請求項５に係るものにおいて、前記測定電極、通
電電極及び基準電極は、上面が平面状の基体の上面に形
成したものである。また、請求項項７に係る皮膚インピ
ーダンス入力装置は、請求項６に係るものにおいて、前
記基体の上面に、手を載置したときに手の掌を所定の位
置に位置決めする位置決め手段を前記基体上に備えたも
のである。
【００１６】また、請求項８に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
または請求項５に係るものにおいて、前記測定電極、通
電電極及び基準電極は、握持したときに手の掌面が表面
にフィットするように表面を形成したジョイスティック
様の基体の表面に形成したものである。また、請求項９
に係るゲーム機は請求項６、請求項７または請求項８に
係る皮膚インピーダンス入力装置を入力手段として使用
したものである。
入力装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
または請求項５に係るものにおいて、前記測定電極、通
電電極及び基準電極は、握持したときに手の掌面が表面
にフィットするように表面を形成したジョイスティック
様の基体の表面に形成したものである。また、請求項９
に係るゲーム機は請求項６、請求項７または請求項８に
係る皮膚インピーダンス入力装置を入力手段として使用
したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施
形態皮膚インピーダンス入力装置を示す平面図である。
この実施形態皮膚インピーダンス入力装置は、偏平な長
方形状の基板１０の上面に、右手の手形１１が形成さ
れ、さらにこの基板１０の手形１１に合わせて、被測定
者が右手を置くと、拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａ
に測定電極ＥＬ1 が配置され、また第５指（子指）２５
ｂの基部が接触する位置Ｂに基準電極ＥＬＲが配置さ
れ、さらに第２指２２ｂ〜第４指２４ｂの基部が接触す
る位置Ｃに、通電電極ＥＬ2が配置されている。ここで
拇指の基部とは、図２に示す例えば左手の掌の拇指２１
ｂと手首２６ｂ間にまたがる偏平かつ掌の中央部より膨
出した領域ａの部分であり、また第５指の基部とは、図
２に示す左手の掌の第５指２５ｂと手首２６ｂ間にまた
がる偏平かつ掌の中央部より膨出した領域ｂの部分であ
る。なお、図１において、２１ａ、…、２５ａは、手形
１１の拇指、…、第５指である。
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施
形態皮膚インピーダンス入力装置を示す平面図である。
この実施形態皮膚インピーダンス入力装置は、偏平な長
方形状の基板１０の上面に、右手の手形１１が形成さ
れ、さらにこの基板１０の手形１１に合わせて、被測定
者が右手を置くと、拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａ
に測定電極ＥＬ1 が配置され、また第５指（子指）２５
ｂの基部が接触する位置Ｂに基準電極ＥＬＲが配置さ
れ、さらに第２指２２ｂ〜第４指２４ｂの基部が接触す
る位置Ｃに、通電電極ＥＬ2が配置されている。ここで
拇指の基部とは、図２に示す例えば左手の掌の拇指２１
ｂと手首２６ｂ間にまたがる偏平かつ掌の中央部より膨
出した領域ａの部分であり、また第５指の基部とは、図
２に示す左手の掌の第５指２５ｂと手首２６ｂ間にまた
がる偏平かつ掌の中央部より膨出した領域ｂの部分であ
る。なお、図１において、２１ａ、…、２５ａは、手形
１１の拇指、…、第５指である。
【００１８】測定電極ＥＬ1 は、長径が２０ｍｍ、短径
１０ｍｍ程度の楕円形のものであり、基板１０の上面よ
り５ｍｍ程度突出させている。他の通電電極ＥＬＲ及び
基準電極ＥＬ2 もほぼ同様である。また、電極材料とし
てはステンレス等の金属あるいは導電ゴムが使用され
る。基板１０の上面には、被測定者が右手を手形１１に
置いたときに、拇部２１と第２指の又部にボス１２がく
るようにして、手の掌の位置決めをするようにしてい
る。また、基板１０内部には図示していないが、測定電
極ＥＬ1 、通電電極ＥＬ2 、基準電極ＥＬＲが接続され
るリード線が設けられており、皮膚インピーダンスを測
定するときは、図３に示すように測定装置の回路部に接
続される。回路部は従来のものと特に変わるところはな
い。基板１０は、例えば樹脂等の電気的絶縁材が使用さ
れる。なお、この実施形態では位置決め用のボス１２を
拇指と第２指の間にくるようにしているが、このボス１
２は他の位置、例えば第２指と第３指の間の指又に設け
てもよい。この場合、ボス１２と通電電極ＥＬ2 を一体
的に構成してもよい。後述のように、第２指〜第４指の
基部に配置する電極が基準電極ＥＬＲである場合は、こ
の電極ＥＬＲとボス１２を一体的にしてもよい。
１０ｍｍ程度の楕円形のものであり、基板１０の上面よ
り５ｍｍ程度突出させている。他の通電電極ＥＬＲ及び
基準電極ＥＬ2 もほぼ同様である。また、電極材料とし
てはステンレス等の金属あるいは導電ゴムが使用され
る。基板１０の上面には、被測定者が右手を手形１１に
置いたときに、拇部２１と第２指の又部にボス１２がく
るようにして、手の掌の位置決めをするようにしてい
る。また、基板１０内部には図示していないが、測定電
極ＥＬ1 、通電電極ＥＬ2 、基準電極ＥＬＲが接続され
るリード線が設けられており、皮膚インピーダンスを測
定するときは、図３に示すように測定装置の回路部に接
続される。回路部は従来のものと特に変わるところはな
い。基板１０は、例えば樹脂等の電気的絶縁材が使用さ
れる。なお、この実施形態では位置決め用のボス１２を
拇指と第２指の間にくるようにしているが、このボス１
２は他の位置、例えば第２指と第３指の間の指又に設け
てもよい。この場合、ボス１２と通電電極ＥＬ2 を一体
的に構成してもよい。後述のように、第２指〜第４指の
基部に配置する電極が基準電極ＥＬＲである場合は、こ
の電極ＥＬＲとボス１２を一体的にしてもよい。
【００１９】被測定者が皮膚インピーダンスを測定する
場合には、右手を基板１０に乗せ、拇指２１ｂと第２指
２２ｂの間がボス１２の位置に当たるようにする。これ
により、測定電極ＥＬ1 全体が偏平かつ膨出した領域ａ
に接触し（図４参照）、かつ所定電極ＥＬ1 はコイン状
に突出しているので、少しの体動に対しても接触面積が
変化しない。それ故に、安定的な計測が可能となる。さ
らに、被測定者は手を乗せるだけで良いので、面倒さが
なく、その拘束を和らげることができる。また、電極を
金属で構成するため、接触感、耐久性、加工性が向上
し、皮膚インピーダンス入力装置の応用範囲を広げるこ
とができる。
場合には、右手を基板１０に乗せ、拇指２１ｂと第２指
２２ｂの間がボス１２の位置に当たるようにする。これ
により、測定電極ＥＬ1 全体が偏平かつ膨出した領域ａ
に接触し（図４参照）、かつ所定電極ＥＬ1 はコイン状
に突出しているので、少しの体動に対しても接触面積が
変化しない。それ故に、安定的な計測が可能となる。さ
らに、被測定者は手を乗せるだけで良いので、面倒さが
なく、その拘束を和らげることができる。また、電極を
金属で構成するため、接触感、耐久性、加工性が向上
し、皮膚インピーダンス入力装置の応用範囲を広げるこ
とができる。
【００２０】また、他の実施形態として、図１に代え
て、図５に示すように、手形１１に右手を乗せると、第
５指２５ｂの基部が接触する位置Ｂに、測定電極ＥＬ1
を配置し、拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａに基準電
極ＥＬＲを配置しても、図１の電極配置と同様の効果が
得られる。また、図５の場合と同様に、測定電極ＥＬ1
を第５指２５ｂの基部が接触する位置Ｂに配置するとと
もに、拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａに通電電極Ｅ
Ｌ2 を配置し、基準電極ＥＬＲは第２〜第４指の基部に
配置してもよい。さらに、図１の場合と同様に、測定電
極ＥＬ1 を拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａに配置す
るとともに、第５指２５ｂの基部が接触する位置Ｂに通
電電極ＥＬ2 を配置し、基準電極ＥＬＲは第２〜第４指
の基部に配置してもよい。ようするに、測定電極ＥＬ1
のみを拇指２１ｂの基部、あるいは第５指２５ｂの基部
に配置し、他の通電電極ＥＬ2 及び基準電極ＥＬＲは、
掌のいずれの位置に配置しようとも安定な測定が可能と
なる。
て、図５に示すように、手形１１に右手を乗せると、第
５指２５ｂの基部が接触する位置Ｂに、測定電極ＥＬ1
を配置し、拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａに基準電
極ＥＬＲを配置しても、図１の電極配置と同様の効果が
得られる。また、図５の場合と同様に、測定電極ＥＬ1
を第５指２５ｂの基部が接触する位置Ｂに配置するとと
もに、拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａに通電電極Ｅ
Ｌ2 を配置し、基準電極ＥＬＲは第２〜第４指の基部に
配置してもよい。さらに、図１の場合と同様に、測定電
極ＥＬ1 を拇指２１ｂの基部が接触する位置Ａに配置す
るとともに、第５指２５ｂの基部が接触する位置Ｂに通
電電極ＥＬ2 を配置し、基準電極ＥＬＲは第２〜第４指
の基部に配置してもよい。ようするに、測定電極ＥＬ1
のみを拇指２１ｂの基部、あるいは第５指２５ｂの基部
に配置し、他の通電電極ＥＬ2 及び基準電極ＥＬＲは、
掌のいずれの位置に配置しようとも安定な測定が可能と
なる。
【００２１】図６は、基板１０の上面に左手の手形１
１、測定電極ＥＬ1 、通電電極ＥＬ2及び基準電極ＥＬ
Ｒを形成したものであり、図１と同様に、拇指２１ｂの
基部が測定電極ＥＬ1 に接触するように配置したもので
ある。右手の場合と同様に、左手の場合でも種々の変形
配置が考えられる。また、測定電極ＥＬ1 が拇指２１ｂ
の基部、あるいは第５指２５ｂの基部に接触するように
配置されれば充分な安定的なインピーダンスの測定が可
能であり、他の通電電極ＥＬ2 、基準電極ＥＬＲはいか
なる領域に配置されていてもさしつかえない。例えば、
図７のように、基準電極ＥＬＲと通電電極ＥＬ2 を第５
指２５ｂの基部に接触するように配置しても良いが、極
端に接近させると、短絡が生じるおそれがあるので避け
た方が望ましい。
１、測定電極ＥＬ1 、通電電極ＥＬ2及び基準電極ＥＬ
Ｒを形成したものであり、図１と同様に、拇指２１ｂの
基部が測定電極ＥＬ1 に接触するように配置したもので
ある。右手の場合と同様に、左手の場合でも種々の変形
配置が考えられる。また、測定電極ＥＬ1 が拇指２１ｂ
の基部、あるいは第５指２５ｂの基部に接触するように
配置されれば充分な安定的なインピーダンスの測定が可
能であり、他の通電電極ＥＬ2 、基準電極ＥＬＲはいか
なる領域に配置されていてもさしつかえない。例えば、
図７のように、基準電極ＥＬＲと通電電極ＥＬ2 を第５
指２５ｂの基部に接触するように配置しても良いが、極
端に接近させると、短絡が生じるおそれがあるので避け
た方が望ましい。
【００２２】図８は、この発明の他の実施形態皮膚イン
ピーダンス入力装置を示す斜視図である。この実施形態
皮膚インピーダンス測定装置は、ジョイスティック型の
ものであり、略、円柱状の基体３０を、この基体を被測
定者が手で握持した場合、掌及び指がフィットするよう
に曲面３１を形成しており、被測定者が基体３０を握持
すると、掌面が基体表面に密着する。この基体３０の表
面に、拇指２１ｂの基部が接触する位置に測定電極ＥＬ
1 が、また第５指２５ｂの基部が接触する位置に基準電
極ＥＬＲが、さらに第２指〜第４指２２ｂ〜２５ｂの基
部が接触する位置に通電電極ＥＬ2 が配置されている。
ピーダンス入力装置を示す斜視図である。この実施形態
皮膚インピーダンス測定装置は、ジョイスティック型の
ものであり、略、円柱状の基体３０を、この基体を被測
定者が手で握持した場合、掌及び指がフィットするよう
に曲面３１を形成しており、被測定者が基体３０を握持
すると、掌面が基体表面に密着する。この基体３０の表
面に、拇指２１ｂの基部が接触する位置に測定電極ＥＬ
1 が、また第５指２５ｂの基部が接触する位置に基準電
極ＥＬＲが、さらに第２指〜第４指２２ｂ〜２５ｂの基
部が接触する位置に通電電極ＥＬ2 が配置されている。
【００２３】このジョイスティック型の皮膚インピーダ
ンス入力装置も測定電極ＥＬ1 を拇指２１ｂの基部ある
いは第５指２５ｂの基部に配置することが必須であり、
他の基準電極ＥＬＲ及び通電電極ＥＬ2 は掌のいかなる
領域に配置してもよい。以上のように、上記した各実施
形態において、測定電極ＥＬ1 は必ず拇指の基部あるい
は第５指の基部が接触するようにしている。これは偏平
かつ膨出した掌の拇指の基部あいは第５指の基部に、測
定電極ＥＬ1 を接触させることにより、接触面積の変化
を少なくし、接触状態の悪さによる測定状態に対して致
命的な影響を与えるのを防止するためである。
ンス入力装置も測定電極ＥＬ1 を拇指２１ｂの基部ある
いは第５指２５ｂの基部に配置することが必須であり、
他の基準電極ＥＬＲ及び通電電極ＥＬ2 は掌のいかなる
領域に配置してもよい。以上のように、上記した各実施
形態において、測定電極ＥＬ1 は必ず拇指の基部あるい
は第５指の基部が接触するようにしている。これは偏平
かつ膨出した掌の拇指の基部あいは第５指の基部に、測
定電極ＥＬ1 を接触させることにより、接触面積の変化
を少なくし、接触状態の悪さによる測定状態に対して致
命的な影響を与えるのを防止するためである。
【００２４】次に、上記した測定電極ＥＬ1 の接触面積
の変化を少なくすることに留意し、その他の基準電極Ｅ
ＬＲ及び通電電極ＥＬ2 の接触面積の変化、つまり不安
定性を考慮しなくてもよい理由を説明する。図９、図１
０、図１１は、図１の入力装置を図３に示した通電装置
に使用して、それぞれ測定開始時に測定電極ＥＬ1 、通
電電ＥＬ2 及び基準電極ＥＬＲの１つのみの電極の約半
分の面積を紙で覆った状態で、手の掌を置き、測定出力
が安定した時点で急速に紙を引いて取り除いた場合のイ
ンピーダンスの絶対値ＳＩＬと変動分ＳＩＲを示す特性
図である。
の変化を少なくすることに留意し、その他の基準電極Ｅ
ＬＲ及び通電電極ＥＬ2 の接触面積の変化、つまり不安
定性を考慮しなくてもよい理由を説明する。図９、図１
０、図１１は、図１の入力装置を図３に示した通電装置
に使用して、それぞれ測定開始時に測定電極ＥＬ1 、通
電電ＥＬ2 及び基準電極ＥＬＲの１つのみの電極の約半
分の面積を紙で覆った状態で、手の掌を置き、測定出力
が安定した時点で急速に紙を引いて取り除いた場合のイ
ンピーダンスの絶対値ＳＩＬと変動分ＳＩＲを示す特性
図である。
【００２５】図９に示すように、測定電極ＥＬ1 の紙を
急に引いた場合は、インピーダンスの絶対値ＳＩＬその
ものが大きく変化し、接触面積の変化が外乱として生体
反応の測定に対して影響する。これに対し、通電電極Ｅ
Ｌ2 の場合は、図１０に示すようにインピーダンスの絶
対値ＳＩＬにはほとんど影響なく、回路の通電電流の安
定化遅れなどが原因と思われる小さな（短時間の）出力
変化パルスＰが発生するが、紙を引き出したことによる
生体反応期間Ｔ（短くても２秒〜数秒）に比べ、はるか
に短時間である。また、基準電極ＥＬＲの場合は、図１
１に示すように、ＳＩＲ、ＳＩＬとも出力信号にほとん
ど変化がない。
急に引いた場合は、インピーダンスの絶対値ＳＩＬその
ものが大きく変化し、接触面積の変化が外乱として生体
反応の測定に対して影響する。これに対し、通電電極Ｅ
Ｌ2 の場合は、図１０に示すようにインピーダンスの絶
対値ＳＩＬにはほとんど影響なく、回路の通電電流の安
定化遅れなどが原因と思われる小さな（短時間の）出力
変化パルスＰが発生するが、紙を引き出したことによる
生体反応期間Ｔ（短くても２秒〜数秒）に比べ、はるか
に短時間である。また、基準電極ＥＬＲの場合は、図１
１に示すように、ＳＩＲ、ＳＩＬとも出力信号にほとん
ど変化がない。
【００２６】図１２は、上記図１の実施形態皮膚インピ
ーダンス入力装置を使用したゲーム機を示す斜視図であ
る。このゲーム機では、遊戯者が左手を手形に乗せるこ
とにより、皮膚インピーダンスを入力し、発汗状態等の
相違による皮膚インピーダンスの変化を取り込み、占い
ゲーム、心理ゲーム等を行う。このゲーム機では、皮膚
インピーダンス入力装置１０を、ゲーム機４０の操作面
４１に、手形及び３個の電極を形成してもよいし、図１
に示したものをはめこんでもよい。
ーダンス入力装置を使用したゲーム機を示す斜視図であ
る。このゲーム機では、遊戯者が左手を手形に乗せるこ
とにより、皮膚インピーダンスを入力し、発汗状態等の
相違による皮膚インピーダンスの変化を取り込み、占い
ゲーム、心理ゲーム等を行う。このゲーム機では、皮膚
インピーダンス入力装置１０を、ゲーム機４０の操作面
４１に、手形及び３個の電極を形成してもよいし、図１
に示したものをはめこんでもよい。
【００２７】
【発明の効果】この出願の特許請求の範囲の請求項１、
請求項２、請求項３、請求項４及び請求項５に係る発明
によれば、測定電極を拇指の基部あるいは第５指の基部
に接触するように配置するものであるから、安定な皮膚
インピーダンスの測定が可能となり、また電極として金
属を使用できるので、接触感、耐久性、加工性を向上で
き、皮膚インピーダンスの応用範囲を広げることができ
る。
請求項２、請求項３、請求項４及び請求項５に係る発明
によれば、測定電極を拇指の基部あるいは第５指の基部
に接触するように配置するものであるから、安定な皮膚
インピーダンスの測定が可能となり、また電極として金
属を使用できるので、接触感、耐久性、加工性を向上で
き、皮膚インピーダンスの応用範囲を広げることができ
る。
【００２８】また、請求項６に係る発明によれば、平面
状の基体の上面に掌を乗せるだけで良いので、被測定者
に拘束を与えることなく容易に測定できる。また、請求
項７に係る発明によれば、位置決め手段により掌を適正
な位置にセットすることができる。また、請求項８に係
る発明によれば、手で握持するだけで容易に測定を行う
ことができる。
状の基体の上面に掌を乗せるだけで良いので、被測定者
に拘束を与えることなく容易に測定できる。また、請求
項７に係る発明によれば、位置決め手段により掌を適正
な位置にセットすることができる。また、請求項８に係
る発明によれば、手で握持するだけで容易に測定を行う
ことができる。
【００２９】また、請求項９の発明によれば、簡単な操
作、つまり手を手形に乗せ、あるいは握持することによ
り、皮膚インピーダンスを精度良く入力することがで
き、ゲームを楽しむことができる。
作、つまり手を手形に乗せ、あるいは握持することによ
り、皮膚インピーダンスを精度良く入力することがで
き、ゲームを楽しむことができる。
【図１】この発明の一実施形態皮膚インピーダンス入力
装置を示す平面図である。
装置を示す平面図である。
【図２】掌の拇指の基部及び第５指の基部を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３】図１の入力装置を用いて、掌の皮膚インピーダ
ンスを測定する通電装置の回路を示すブロック図であ
る。
ンスを測定する通電装置の回路を示すブロック図であ
る。
【図４】上記実施形態皮膚インピーダンス入力装置に手
を置いた状態を示す側面図である。
を置いた状態を示す側面図である。
【図５】皮膚インピーダンス入力装置の電極配置の他の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】左手用の皮膚インピーダンス入力装置を示す平
面図である。
面図である。
【図７】左手用の皮膚インピーダンス入力装置の電極配
置の他の例を示す図である。
置の他の例を示す図である。
【図８】この発明の他の実施形態皮膚インピーダンス入
力装置を示す斜視図である。
力装置を示す斜視図である。
【図９】測定電極の半分を紙で覆い、紙を急に取り除い
て接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
て接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
【図１０】通電電極の半分を紙で覆い、紙を急に取り除
いて接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
いて接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
【図１１】基準電極の半分を紙で覆い、紙を急に取り除
いて接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
いて接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
【図１２】平面状の皮膚インピーダンス入力装置をゲー
ム機に組み込んだ場合のゲーム機の斜視図である。
ム機に組み込んだ場合のゲーム機の斜視図である。
【図１３】図３に示す回路のＥ部分の等価回路を示す回
路図である。
路図である。
【図１４】３個の電極を用いた従来の皮膚インピーダン
ス測定方法を説明する通電装置のブロック図である。
ス測定方法を説明する通電装置のブロック図である。
１０ 基板（基体） １１ 手形 ２１ａ、…、２５ａ 手形の指 ＥＬ1 測定電極 ＥＬ2 通電電極 ＥＬＲ 基準電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年８月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】この等価回路において、次の回路方程式が
成立する。 −ＶOUT ＝ＶR −Ｖ 0 …（１） ＶT ＝Ｒ1 ・Ｉ1 ＋Ｖ0 …（２） ＶR ＝ＶT …（３） （３）式が成立つのは、差動増幅器３の入力インピーダ
ンスは無限大なので、抵抗ＲR を電流が流れないからで
ある。
成立する。 −ＶOUT ＝ＶR −Ｖ 0 …（１） ＶT ＝Ｒ1 ・Ｉ1 ＋Ｖ0 …（２） ＶR ＝ＶT …（３） （３）式が成立つのは、差動増幅器３の入力インピーダ
ンスは無限大なので、抵抗ＲR を電流が流れないからで
ある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】上記（１）〜（３）式より、 −ＶOUT ＝Ｒ1 ・Ｉ1 …（４） そして、 Ｒ1 ＝ρ・Ｓ1 …（５） ただし、ρ ：単位面積当たりの皮膚接触抵抗 Ｓ1 ：測定電極ＥＬ1 の面積 であるから、（４）式は −ＶOUT ＝ρ・Ｓ1 ・Ｉ1 …（６） と変形できる。
Claims (9)
- 【請求項１】測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 少なくとも測定電極は、被測定者の手の拇指の基部ある
いは第５指の基部に接触するように配置することを特徴
とする皮膚インピーダンス入力装置。 - 【請求項２】測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前記通
電電極を第５指の基部に接触するように、かつ前記基準
電極を、前記拇指の基部、第５指の基部以外の掌領域に
接触するように配置することを特徴とする皮膚インピー
ダンス入力装置。 - 【請求項３】測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極を第５指の基部に、通電電極を拇指の基部
に接触するように、かつ前記基準電極を、前記拇指の基
部、第５指の基部以外の掌領域に接触するように配置す
ることを特徴とする皮膚インピーダンス入力装置。 - 【請求項４】測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前記基
準電極を第５指の基部に接触するように、かつ前記通電
電極を、前記拇指の基部、第５指の基部以外の掌領域に
接触するように配置することを特徴とする皮膚インピー
ダンス入力装置。 - 【請求項５】測定電極、通電電極及び基準電極の３個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極を第５指の基部に、前記基準電極を拇指の
基部に接触するように、かつ前記通電電極を前記拇指の
基部、第５指の基部以外の掌領域に接触するように配置
することを特徴とする皮膚インピーダンス入力装置。 - 【請求項６】前記測定電極、通電電極及び基準電極は、
上面が平面状の基体の上面に形成されたものである請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記
載の皮膚インピーダンス入力装置。 - 【請求項７】前記基体の上面に、手を載置したときに手
の掌を所定の位置に位置決めする位置決め手段を前記基
体上に備えた請求項６記載の皮膚インピーダンス入力装
置。 - 【請求項８】前記測定電極、通電電極及び基準電極は、
握持したときに手の掌面が表面にフィットするように表
面を形成したジョイスティック様の基体の表面に形成し
たものである請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
または請求項５記載の皮膚インピーダンス入力装置。 - 【請求項９】前記請求項６、請求項７または請求項８記
載の皮膚インピーダンス入力装置を入力手段として使用
したことを特徴とするゲーム機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235003A JP2798069B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 皮膚インピーダンス入力装置 |
| CN 97117590 CN1263424C (zh) | 1996-09-05 | 1997-09-04 | 阻抗输入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235003A JP2798069B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 皮膚インピーダンス入力装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9224151A Division JPH1080411A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | インピーダンス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075936A true JPH1075936A (ja) | 1998-03-24 |
| JP2798069B2 JP2798069B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16979628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8235003A Expired - Fee Related JP2798069B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 皮膚インピーダンス入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798069B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190512A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 体脂肪計 |
| JP2007325926A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Samsung Electronics Co Ltd | 皮膚インピーダンス測定センサ |
| US7548636B2 (en) | 2003-08-15 | 2009-06-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Organism recognition system |
| CN102323162A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-01-18 | 沈阳仪表科学研究院 | 金属软管摆动试验机 |
| JP2013523313A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-06-17 | メッド ストーム イノヴェーション エーエス | 使い捨て電極パッチ |
| GB2503055B (en) * | 2012-04-04 | 2018-08-29 | Cardiocity Ltd | Heart monitoring apparatus |
| IT202300003807A1 (it) * | 2023-03-02 | 2024-09-02 | Alma Magistra S R L S | Matrice di elettrodi impiegabili per la conduzione di un esame impedenzometrico della cute di una persona e dispositivo per la conduzione di detto esame includente detta matrice di elettrodi |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4647092B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2011-03-09 | シチズンホールディングス株式会社 | 生体インピーダンス測定装置 |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP8235003A patent/JP2798069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001190512A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 体脂肪計 |
| US7548636B2 (en) | 2003-08-15 | 2009-06-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Organism recognition system |
| JP2007325926A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Samsung Electronics Co Ltd | 皮膚インピーダンス測定センサ |
| US8208985B2 (en) | 2006-06-09 | 2012-06-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and sensor measuring skin impedance |
| KR101213157B1 (ko) * | 2006-06-09 | 2012-12-17 | 삼성전자주식회사 | 피부 임피던스 측정 센서 |
| JP2013523313A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-06-17 | メッド ストーム イノヴェーション エーエス | 使い捨て電極パッチ |
| CN102323162A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-01-18 | 沈阳仪表科学研究院 | 金属软管摆动试验机 |
| GB2503055B (en) * | 2012-04-04 | 2018-08-29 | Cardiocity Ltd | Heart monitoring apparatus |
| IT202300003807A1 (it) * | 2023-03-02 | 2024-09-02 | Alma Magistra S R L S | Matrice di elettrodi impiegabili per la conduzione di un esame impedenzometrico della cute di una persona e dispositivo per la conduzione di detto esame includente detta matrice di elettrodi |
| WO2024180573A1 (en) * | 2023-03-02 | 2024-09-06 | Alma Magistra S.R.L.S. | Array of electrodes usable for conducting an impedance measurement examination of the skin of a person and device for conducting said examination including said array of electrodes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2798069B2 (ja) | 1998-09-17 |
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