阻抗输入装置制造方法及图纸

提供一种能进行稳定测量且具有耐久性、良好触感和加工工艺性的皮肤阻抗输入装置。在基板１０的上表面形成手形轮廓１１，当被测者的手掌放置在手形轮廓上时，与被测者大拇指基部相接触的位置Ａ上配置了测量电极ＥＬ↓［１］，与被测者第５指基部相接触的位置Ｂ处配置了基准电极ＥＬＲ，与被测者第２指至第４指基部相接触的位置处配置了通电电极ＥＬ↓［２］。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人体阻抗测量装置，特别是人体阻抗输入装置。人体皮肤阻抗用作神态清醒的指标正受到广泛的研究。用于这种皮肤阻抗测量的装置有诸如附图说明图14所示的AC电流法的测量装置。这里，测量用电极有测量电极EL1、通电电极EL2及基准电极ELR3个电极，其中测量电极EL1装在手掌位置处，而通电电极EL2和基准电极ELR装在前腕位置上。由正弦信号发生器1输出的电压信号经电压/电流变换器2变换为同相电流信号与皮肤接通。由皮肤阻抗的变化所产生的电位差经差动放大器3放大、在乘法器4中通过基准信号同步整流、并由截止频率为3.5Hz的低通滤波器(LPF)5将基准信号频率的2倍频以上信号滤掉。这样，在LPF输出端输出直流信号和与皮肤阻抗Z等效的串联电阻R成比例的电压信号(SIL)。该电压信号(SIL)经截止频率为0.05Hz的高通滤波器6滤波，可得到与皮肤阻抗变动量成比例的波形(SIR)。(参照文献电子情报通信学会信学技报MBE-54(1993-07)，电学论C113卷7号，平成5年P527)。在上述传统的皮肤阻抗测量方法中，电极的安装部位、接触状态变化的影响并不十分明确。这样，很难确切把握诸如测量手掌的皮肤阻抗时电极配置、回路配置以及电极与皮肤的接触条件等因素，因此，在测量的可靠性、数据的解释及再现性等方面均存在一定问题。此外，通常对人体通电进行测量时使用预凝胶电极。该种电极具有能确保与皮肤密切接触的优点并可进行稳定的测量，但在耐久性、触感及加工工艺性方面均存在问题。本专利技术着眼于上述问题，目的在于提供一种能进行稳定的测量且具有耐久性、触感及加工工艺性均优的电极的人体阻抗输入装置及测量装置。此外，如果设想用上述传统的皮肤阻抗传感器进行多点阻抗同时测量时，各通道的交流信号源1与各通电电极EL2相连，各测量电极EL1接地，这样，即使对流经通电电极EL2的电流加以控制，测量电极EL1上也会流入其它通道或其它元件产生的干扰电流。如果不采取充分的绝缘措施，很难进行高精度的测量。因此， 医学及生理学上用于测量皮肤的阻抗传感器都采取了检测回路完全绝缘的结构，以保证测量精度(噪声对策)、确保被试验者的人身安全(防止漏电)。由于这个原因，在一个被试验者身体上配置若干个传感器并同时检测时，各传感器的电极电流相互之间才不发生干扰，分别被独立进行管理和控制，这样，在多通道同时检测时能够同时使用若干传感器而不发生不良现象。但是，如果使每个传感器都具有一个严密的绝缘结构，则当按通道配备多通道传感器构成的设备时，设备费用将会非常昂贵。这个问题成了上述装置难以用作诸如家用健康检测装置、娱乐装置之类科学研究以外领域的主要原因。本专利技术着眼于上述问题的解决，目的在于提供一种毋须严密的绝缘结构且可排除各通道间通电干扰的皮肤等人体阻抗传感器。提出本申请的专利技术者们发现，当用图14所示传统的通电装置并如图3所示分别在手掌相应位置上配置3个电极即测量电极EL1、通电电极EL2及基准电极ELR时，则通以电流I1后其表现出的特性为差动放大器3的输出Vout主要依存于测量电极EL1相接触皮肤的电阻值R1。下面参照图3中局部回路E的等效回路(如图13所示)并利用有关表达式说明上述现象的原因。在图3所示回路中，有下述特点①电压/电流变换器2内藏有电流伺服电路，用于保持表示输入电压值的目标电流值。因此，即使通电电极EL2与皮肤之间的接触阻抗发生了变化，由于电流伺服回路的作用，经过通电电极EL2流入手掌的电流值也不会产生变化。此外，当电压/电流变换器2中备有上述电流伺服回路后，有可能会发生诸如接触面积因某种原因变得极小使输出电压具有无限制增大的趋势以保证一定电流值的现象。为了防止这类问题发生，电压/电流变换器内可设有限压回路。图15表示了电压/电流变换器的一个例子。②差动放大器3的输入阻抗非常大，实际上可看做是无穷大。根据上述①、②两个特点，图3中局部回路E可表示为图13所示的等效回路。其中，R1是测量电极EL1与皮肤间的接触电阻，R2是通电电极EL2与皮肤间的接触电阻，RR是基准电极ELR与皮肤间的接触电阻(手掌内的阻值看做是0)。在该等效回路中，有下述回路方程成立。-Vout＝VR-Vo(1)VT＝R1·I1+Vo(2)VR＝VT(3)式(3)之所以成立，是因为差动放大器3的输入阻抗无穷大，流经电阻RR的电流为0。根据上述式(1)～(3)，可以得到-Vout＝R1·I1(4)因为R1＝ρ·S1(5)其中，ρ-单位面积的皮肤接触电阻S1-测量电极EL1的面积所以-Vout＝ρ·S1·I1(6)由上式可以看出，输出Vout只与皮肤接触电阻值R1即测量电极EL1与皮肤间的接触电阻有关，所以要得到与单位面积的皮肤接触电阻值ρ准确对应的输出Vout，必须保持接触面积S1及通电电流I1的稳定。本申请的专利技术正是以上述分析结果为基础提出的。本专利技术的人体阻抗输入装置的结构能够使测量过程以最稳定的状态进行，使通电电流保持在目标值以及使测量电极和皮肤之间具有一定的接触面积。本说明书中提出第一方面的人体阻抗输入装置是一种使用测量电极、通电电极及基准电极3个电极、进行人体阻抗测量的装置，在该装置中，至少是将测量电极配置在被测者手掌中大姆指或第5指基部相接触的位置上。本专利技术第二方面的人体阻抗输入装置是一种使用测量电极、通电电极及基准电极3个电极、进行人体阻抗测量的装置，在该装置中，上述测量电极配置在与被测者手掌中大姆指基部相接触的位置上，上述通电电极配置在与第5指基部相接触的位置上，而上述基准电极配置在与手掌中除上述大姆指和第5指基部以外区域相接触的位置上。本专利技术第三方面的人体阻抗输入装置是一种使用测量电极、通电电极及基准电极3个电极、进行人体阻抗测量的装置，在该装置中，上述测量电极配置在与第5指基部相接触的位置上，上述通电电极配置在与大姆指基部相接触的位置上，而上述基准电极配置在与上述大姆指和第5指基部以外区域相接触的位置上。本专利技术第四方面的人体阻抗输入装置是一种使用测量电极、通电电极及基准电极3个电极、进行人体阻抗测量的装置，在该装置中，上述测量电极配置在与被测者手掌中大姆指基部相接触的位置上，上述基准电极配置在与第5指基部相接触的位置上，而上述通电电极配置在与上述大姆指和第5指基部以外区域相接触的位置上。本专利技术第五方面的人体阻抗输入装置是一种使用测量电极、通电电极及基准电极3个电极、进行人体阻抗测量的装置，在该装置中，上述测量电极配置在与第5指基部相接触的位置上，上述基准电极配置在与大姆指基部相接触的位置上，而上述通电电极配置在与上述大姆指和第5指基部以外区域相接触的位置上。本专利技术第六方面记述的人体阻抗输入装置是与本专利技术1～5方面有关的装置，在该装置中，上述测量电极、通电电极及基准电极在上表面呈平面状的基体上而形成。本专利技术第七方面记述的人体阻抗输入装置是与本专利技术第六方面有关的装置，在该装置中，上述基体上具有将手掌放置在其上面时使手掌定位的定位部件。本专利技术第八方面记述的人体阻抗输入装置是与本专利技术1～5方面有关的装置，在该装置中，上述测量电极，通电电极及基准电极在圆柱表面形成，而该圆柱状表面上又形成右手掌握紧时与掌面相吻合的表面形状。本专利技术第九方面记述的游戏机是将本专利技术6～8方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种皮肤阻抗输入装置，使用测量电极、通电电极及基准电极３个电极、用于测量人体阻抗，其特征在于：至少是将测量电极配置在被测者手掌中大姆指或第５指基部相接触的位置上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西台元，稻毛胜行，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]