生体用電極
【課題】インピーダンス変換回路を電極に近接して配置できるとともに、ノイズの発生も抑制できる生体用電極を提供すること。
【解決手段】生体に接触させて生体電位を検出する一対の検出電極７、９と、生体に接触させるとともに検出電極７、９で検出される電位と対比する基準電位を設定するための基準電極１１と、を備えた筋電位測定電極１である。この筋電位測定電極１は、フレキシブル基板５の一方の表面に、フレキシブルな検出電極７、９と基準電極１１とを備えるとともに、フレキシブル基板５の他方の表面に、検出電極７、９をフレキシブル基板５側へ投影した領域と重なる位置に、インピーダンス変換回路１３、１５を配置し、更にインピーダンス変換回路１３、１５の外側表面を覆う様に、フレキシブル基板５及び検出電極７、９よりも硬質な材料からなる電気シールド１７、１９を備えている。
【解決手段】生体に接触させて生体電位を検出する一対の検出電極７、９と、生体に接触させるとともに検出電極７、９で検出される電位と対比する基準電位を設定するための基準電極１１と、を備えた筋電位測定電極１である。この筋電位測定電極１は、フレキシブル基板５の一方の表面に、フレキシブルな検出電極７、９と基準電極１１とを備えるとともに、フレキシブル基板５の他方の表面に、検出電極７、９をフレキシブル基板５側へ投影した領域と重なる位置に、インピーダンス変換回路１３、１５を配置し、更にインピーダンス変換回路１３、１５の外側表面を覆う様に、フレキシブル基板５及び検出電極７、９よりも硬質な材料からなる電気シールド１７、１９を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば筋電位、心電位、脳波などを測定する際に用いることができる生体用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば筋電位を測定するために、体にフィットし易い構造の筋電位測定電極の技術が提案されている（特許文献１参照）。
この技術とは、筋電位測定電極として、検出電極の周囲を基準電極で囲むとともに、検出電極及び基準電極が可撓性を有している構造を採用したものであり、これによって、皮膚表面に押しつけられた検出電極及び基準電極が、皮膚表面の形状に応じて変形するので、各電極と皮膚との接触面積が広くなり、その結果、安定して筋電位を検出することができるという技術である。
【０００３】
また、この技術では、筋電位の測定の際に、大きな信号を得るとともにノイズ（即ち電極側と人体側とのインピーダンスの差によって発生するノイズ）を低減するために、筋電位測定電極にインピーダンス変換回路を接続している。詳しくは、筋電位測定電極の入力インピーダンスを、人体の表面の高いインピーダンスに合わせて大きく設定するとともに、出力側を低インピーダンスに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０１３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、筋電位を精度良く測定するためには、外部ノイズを出来る限り低減することが望ましいが、そのための方法として、インピーダンス変換回路を検出電極や基準電極の近傍に配置することが考えられる。これは、インピーダンス変換回路と電極との間の距離が大きいと、その間にノイズが乗り易いという特性があるからである。
【０００６】
ところが、上述した従来技術では、検出電極や基準電極が可撓性を有しているので、インピーダンス変換回路を電極に接して配置することは、強度の点から構造上不可能であるという問題があった。
【０００７】
これは、可撓性のある電極にインピーダンス変換回路をそのまま貼り付けた場合には、電極が撓むとインピーダンス変換回路が損傷する恐れがあるからである。
更に、検出電極に可撓性がある場合には、検出電極の撓みに合わせてノイズが重畳してしまうという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、インピーダンス変換回路を電極に近接して配置できるとともに、ノイズの発生も抑制できる生体用電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、生体に接触させて生体電位を検出する検出電極と、前記生体に接触させるとともに前記検出電極で検出される電位と対比する基準電位を設定するための基準電極と、を備えた生体用電極において、フレキシブル基板の一方の表面に、フレキシブルな前記検出電極と前記基準電極とを備えるとともに、前記フレキシブル基板の他方の表面に、前記検出電極を前記フレキシブル基板側へ投影した領域と重なる位置に、前記検出電極と接続されるインピーダンス変換回路を配置し、更に前記インピーダンス変換回路の外側表面を覆う様に、前記フレキシブル基板及び前記検出電極よりも硬質な材料からなる電気シールドを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、可撓性を有するフレキシブル基板の他方（生体と反対側：外側）の表面において、検出電極をフレキシブル基板側へ投影した領域と重なる位置にインピーダンス変換回路を配置し、更にインピーダンス変換回路の外側表面を覆う様に、硬質な電気シールドを備えている。
【００１１】
従って、生体用電極を腕等に取り付けた場合には、検出電極は（その外側の）硬質な電気シールドで支えられることにより機械的に安定し、また、基準電極はフレキシブルに変形して腕等の表面にフィットするので、生体用電極がずれにくく、高精度の測定が可能である。
【００１２】
特に、本発明では、検出電極の外側（生体と反対側）にインピーダンス変換回路を配置するとともに、インピーダンス変換回路の外側表面を覆うように硬質の電気シールドを配置している。これにより、フレキシブル基板や検出電極が可撓性を有していても、インピーダンス変換回路を検出電極に近接して配置することができるので、ノイズを低減することができるとともに、インピーダンス変換回路の破損を防止することができる。
【００１３】
ここで、前記電気シールドの大きさ（投影領域）は、検出電極の投影領域と一致する範囲が、生体用電極全体の生体への密着性及びノイズの低減の点から好適であるが、少なくとも電気シールドの投影領域と検出電極の投影領域のずれは、（検出電極の投影面積を基準として）±３０％以内が好適である。
【００１４】
また、インピーダンス変換回路とは、入力側である検出電極側を高インピーダンスとし、出力側を低インピーダンスとする変換回路である
なお、前記生体電位としては、筋電位、心電位、又は脳波を示す電位が挙げられる。
【００１５】
（２）請求項２の発明では、前記電気シールドは、前記基準電極と接続されていることを特徴とする。
本発明では、電気シールドが基準電極と接続されているので、外部からのノイズの侵入を防止できる。
【００１６】
（３）請求項３の発明では、前記基準電極は、検出電極より面積が大きく設定されていることを特徴とする。
本発明では、基準電極は、フレキシブル基板側（外側：裏側）に硬質の電気シールドが配置された検出電極より面積が大きく設定されているので、生体用電極全体が腕等の生体の表面にフィットし易い。
【００１７】
また、検出電極及び基準電極として、金属層の表面に誘電体層を形成する場合には、基準電位を安定させることが必要であるので、検出電極より基準電極の面積を大きくする必要があるが、検出電極及び基準電極として、金属製の電極のみを用いる場合には、必ずしも検出電極より基準電極の面積を大きくする必要はない。
【００１８】
（４）請求項４の発明では、前記基準電極は、検出電極の周囲を囲むように配置されていることを特徴とする。
これにより、基準電位を、検出電極の周囲の平均的な電位とすることができるので、測定精度を向上できる。
【００１９】
（５）請求項５の発明では、前記検出電極が複数ある場合（例えば第１、第２検出電極）には、各検出電極の大きさが同じであることを特徴とする。
これにより、測定精度を高めることができる。
【００２０】
これは、例えば基準電極の電位を基準に、第１検出電極の電位と第２検出電極の電位とを求め、両検出電極の電位の差分から筋電位を求めるような場合には、両検出電極の面積が異なると、その面積が異なることにより電位の差が生じ、これが測定誤差につながるからである。
【００２１】
なお、ここで、検出電極の大きさが同じとは、面積の違いが（任意の検出電極の投影面積を基準として）±１０％以内のものをいう。
（６）請求項６の発明では、前記検出電極と前記基準電極との間には、溝が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
従って、測定中に汗が発生しても、その汗は溝内に溜まるので、電極に付着し難く、よって、汗による測定精度の低下を防止できる。
（７）請求項７の発明では、前記検出電極の周囲には、ノイズの混入を防止するガード電極が設置されており、ガード電極は、インピーダンス変換回路の低インピーダンス側である出力側と接続されていることを特徴とする。
【００２３】
これにより、ノイズを低減することができる。
（８）請求項８の発明では、前記ガード電極が設置されている場合には、ガード電極の前記フレキシブル基板側へ投影した領域を含むように、前記電気シールドが設置されていることを特徴とする。
【００２４】
これにより、外部からの放射ノイズを受けにくいという利点がある。
（９）請求項９の発明では、前記検出電極及び前記基準電極として、金属層、又は、金属層の表面に誘電体層を形成した電極を用いることを特徴とする。
【００２５】
これらの構造の電極を用いることにより、好適に生体電位を測定することができる。特に金属層の表面に誘電体層を形成した電極を用いることにより、金属層が直接皮膚に接触しないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１の筋電位測定電極の使用方法を示す説明図である。
【図２】実施例１の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図３】筋電位を測定する計測装置を示す説明図である。
【図４】実施例１の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【図５】実施例２の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図６】実施例２の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【図７】実施例３の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図８】実施例３の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【図９】実施例４の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図１０】実施例４の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
［実施例１］
ここでは、生体用電極として筋電位測定用の電極（筋電位測定電極）を例に挙げて説明する。
【００２８】
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極の構成を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示す様に、本実施例の筋電位測定電極１は、例えば人の腕に装着されて使用されるものであり、伸縮性のあるバンド３の内側に配置されて腕の表面に接触するようにして使用される。
【００２９】
前記筋電位測定電極１は、図２に示す様に、フレキシブル基板５と、フレキシブル基板５の一方の面（生体側の面：図２（ａ）の下方の面）に配置された第１検出電極７、第２検出電極９、基準電極１１と、フレキシブル基板５の他方の面（外側の面）に配置された第１インピーダンス変換回路１３、第２インピーダンス変換回路１５、第１電気シールド１７、第２電気シールド１９とを備えている。以下、詳細に説明する。
【００３０】
前記フレキシブル基板５は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる可撓性を有する薄膜（例えば厚さ０．３ｍｍ）の基板である。
前記第１、２検出電極７、９は、生体の表面に接触して筋電位を測定するための電極である。この両検出電極７、９は、平面形状が円形（例えば直径１５ｍｍ）で可撓性を有する薄膜（例えば厚さ数十μｍ）の電極であり、例えば銅からなる金属層の表面に例えばポリイミドからなる誘電体層を形成した構造である。なお、両検出電極７、９を、金属層のみで構成してもよい。
【００３１】
前記基準電極１１は、生体に接触させるとともに第１、第２検出電極７、９で検出される電位と対比する基準電位を設定するため電極である。この基準電極１１は、平面形状が一対の円形の開口部２１、２３を有する長円形で可撓性を有する薄膜（例えば厚さ数十μｍ）の電極であり、例えば銅からなる金属層の表面に例えばポリイミドからなる誘電体層を形成した構造である。なお、基準電極１１を、金属層のみで構成してもよい。
【００３２】
また、前記各開口部２１、２３は、前記第１、２検出電極７、９と同軸に形成されており、その直径は（例えば１８ｍｍ）であり、第１、２検出電極７、９と接触しないように、第１、２検出電極７、９の直径より大きく設定されている。
【００３３】
なお、この開口部２１、２３によって、第１、２検出電極７、９と基準電極１１との間には環状の溝２２、２４が形成されている。
前記第１、第２インピーダンス変換回路１３、１５は、後述するように、入力側である検出電極７、９側を高インピーダンスとし、出力側を（それより低い）低インピーダンスとする周知のインピーダンス変換回路である。
【００３４】
このインピーダンス変換回路１３、１５は、第１、２検出電極７、９の外側（裏側）、即ち、フレキシブル基板５の他方の表面（外側：図２（ａ）の上側）において、第１、２検出電極７、９をフレキシブル基板５側へ投影した領域（円形の領域）と重なる位置に配置されている。詳しくは、第１、２検出電極７、９の中心と同じ位置に配置されている。なお、以下では、投影とは、フレキシブル基板５の厚み方向への投影を示す。
【００３５】
前記第１、第２電気シールド１７、１９は、例えば厚みが大きな（例えば厚さ０．５ｍｍの）銅板やアルミ板からなる硬質の部材であり、フレキシブル基板５の裏側において、インピーダンス変換回路１３、１５及び前記（検出電極７、９に対応した）円形の投影領域を覆うように配置されている。即ち、各電気シールド１７、１９の投影領域と各検出電極７、９の投影領域とが一致するように構成されている。
【００３６】
なお、両電気シールド１７、１９の硬さは、フレキシブル基板５及び第１、第２検出電極７、９より硬質であり、人力によって容易に曲がらない程度の硬さを有している。また、両電気シールド１７、１９の中央には、各インピーダンス変換回路１３、１５を収容する凹部２５、２７がそれぞれ形成されている。
【００３７】
ｂ）次に、筋電位測定電極１の電気的構成などついて説明する。
図３に示す様に、筋電位測定電極１は、筋電位を測定する計測装置３１の電極として使用されるものである。
【００３８】
筋電位測定電極１の各電極７、９、１１は、両インピーダンス変換回路１３、１５を含む計測回路３２に接続されており、計測回路３２からの出力は、フィルタ３３を介してアンプ２５に入力し、アンプ３５によって増幅された信号は、周知のマイクロコンピュータを主要部とする信号処理部３７にて処理されて、出力部３９を介して表示装置４１に出力される。
【００３９】
ここで、計測回路３２について更に詳しく説明する。
図４に示す様に、計測回路３２は、第１インピーダンス変換回路１３を構成する第１反転増幅回路（オペアンプ）４３と、第２インピーダンス変換回路１５を構成する第２反転増幅回路４５と、差動回路（コンパレータ）４７とを備えている。
【００４０】
そして、第１検出電極７は、第１反転増幅回路４３の非反転入力端子側（入力側：高インピーダンス側）に接続され、第２検出電極９は、第２反転増幅回路４５の非反転入力端子側（入力側：高インピーダンス側）に接続されている。また、第１反転増幅回路４３の出力端子（低インピーダンス側）は差動回路４７の非反転入力端子に接続され、第２反転増幅回路４５の出力端子（低インピーダンス側）は差動回路４７の反転入力端子に接続されている。更に、基準電極１１と（基準電極１１に接続される）電気シールド１７、１９とは、共に接地されている。
【００４１】
なお、差動回路４３は、筋電位測定電極１内のいずれかに配置されていればよく、例えば第１インピーダンス変換回路１３の設置位置に配置されていてもよい。さらには、外部回路として、計測装置３１内に配置されていてもよい。
【００４２】
従って、本実施例では、基準電極１１の電位（グランド）を基準に、第１検出電極７の電位が検出され、この電位を示す信号が第１反転増幅回路４３によって増幅される。同様に、基準電極１１の電位を基準に、第２検出電極９の電位が検出され、この電位を示す信号が第２反転増幅回路４５によって増幅される。
【００４３】
そして、差動回路４７では、第１反転増幅回路４３からの出力信号と第２反転増幅回路４５からの出力信号との差分を求め、この差分を示す信号が出力される。この出力は筋電位に対応するものであるので、この信号を前記図３に示した計測装置３１のフィルタ３３やアンプ３５や信号処理部３７等を利用して処理することにより、筋電位を求めることができる。
【００４４】
ｃ）次に、本実施例の効果を説明する。
本実施例では、フレキシブル基板５の他方の表面において、各検出電極７、９をフレキシブル基板５側へ投影した領域と重なる位置に各インピーダンス変換回路１３、１５を配置し、更に各インピーダンス変換回路１３、１５の外側表面を覆う様に、それぞれ硬質な電気シールド１７、１９を設けている。
【００４５】
従って、筋電位測定電極１を腕等に取り付けた場合には、各検出電極７、９は（その外側の）硬質な各電気シールド１７、１９で支えられることにより機械的に安定し、また、基準電極１１はフレキシブルに変形して腕等の表面にフィットするので、筋電位測定電極１がずれにくく、高精度の測定が可能である。
【００４６】
特に、本実施例では、各検出電極７、９の外側に各インピーダンス変換回路１３、１５を配置するとともに、各インピーダンス変換回路１３、１５の外側表面を覆うようにそれぞれ硬質の電気シールド１７、１９を配置している。これにより、各検出電極７、９がフレキシブルであっても、各インピーダンス変換回路１３、１５を各検出電極７、９に近接して配置することができるので、ノイズを低減することができるとともに、各インピーダンス変換回路１３、１５の破損を防止することができる。
【００４７】
また、本実施例では、両電気シールド１７、１９は、（接地された）基準電極１１と接続されているので、外部からのノイズの侵入を防止できる。
更に、本実施例では、基準電極１１は、各検出電極７、９より面積が大きく設定されているので、筋電位測定電極１全体が腕等にフィットし易く、また、安定して基準電位を検出できるという利点がある。
【００４８】
その上、本実施例では、一対の検出電極７、９の大きさが同じであるので、測定誤差が小さいという効果がある。
また、本実施例では、基準電極１１は、両検出電極７、９の周囲を囲むように配置されているので、基準電位を検出電極７、９の周囲の平均的な電位とすることができ、よって、測定精度を向上できる。
【００４９】
更に、本実施例では、各検出電極７、９と基準電極１１との間には、溝２３、２４が形成されているので、測定中に汗が発生しても、汗による測定精度の低下を防止できる。
［実施例２］
次に実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
【００５０】
本実施例は、ガード電極を設けている点に特徴がある。
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極５１の構成について説明する。
図５に示す様に、本実施例の筋電位測定電極５１は、前記実施例１と同様に、フレキシブル基板５３と、フレキシブル基板５３の一方の面（生体側の面）に配置された第１検出電極５５、第２検出電極２７、基準電極５９と、フレキシブル基板５３の他方の面（外側の面）に配置された第１インピーダンス変換回路６１、第２インピーダンス変換回路６３、第１電気シールド６５、第２電気シールド６７とを備えている。
【００５１】
特に本実施例では、フレキシブル基板５３の生体側の面において、第１検出電極５５及び基準電極５９の間と第２検出電極２７及び基準電極５９の間とに、例えば銅からなる金属層及びポリイミドからなる誘電体層にて構成された薄膜（例えば数十μｍ）の第１ガード電極６９及び第２ガード電極７１を備えている。
【００５２】
この第１、２ガード電極６９、７１は、第１、第２検出電極５５、５７と同軸に配置された円環状の電極であり、(生体側の面において)第１、第２検出電極５５、５７及び基準電極５９と接触しない様に、第１、第２検出電極５５、５７及び基準電極５９と間隙を介して配置されている。なお、この両ガード電極６９、７１は、可撓性を有している。
【００５３】
また、本実施例では、第１、第２電気シールド６５、６７は、第１、第２検出電極５５、５７のフレキシブル基板５３側への投影領域だけではなく、第１、２ガード電極６９、７１の投影領域まで覆う様に（略一致する様に）形成されている。
【００５４】
ｂ）次に、本実施例の筋電位測定電極５１の電気的構成について説明する。
図６に示す様に、本実施例の筋電位測定電極５１では、前記実施例１と同様に、計測回路６８は、（第１、第２インピーダンス変換回路６１、６３に対応する）第１、第２反転増幅回路７３、７５と差動回路７７とを備えている。
【００５５】
特に本実施例では、第１ガード電極６９は、第１反転増幅回路７３の出力側（低インピーダンス側）に接続されるとともに、第２ガード電極７１も、第２反転増幅回路７５の出力側（低インピーダンス側）に接続されている。
【００５６】
本実施例においても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、第１、第２ガード電極６９、７１を備えているので、一層ノイズを低減できるという利点がある。
また、第１、第２電気シールド６５、６７は、第１、２ガード電極６９、７１の投影領域を覆う様に形成されているので、外部からの放射ノイズの影響を受けにくいという効果がある。
［実施例３］
次に実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
【００５７】
本実施例は、３個の検出電極を設けている点に特徴がある。
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極８１の構成について説明する。
図７に示す様に、本実施例の筋電位測定電極８１は、フレキシブル基板８３の一方の面（生体側の面）に、前記実施例１と同様な構造の第１検出電極８５と第２検出電極８７と第３検出電極８９とが一列に配置されるとともに、第１〜第３検出電極８５〜８９の周囲を囲む様に基準電極９１が配置されている。
【００５８】
また、フレキシブル基板８３の他方の面（外側の面）には、各検出電極８５〜８９に対応して、第１〜第３インピーダンス変換回路９３、９５、９７と第１〜第３電気シールド９５、９７、９９とを備えている。
【００５９】
ｂ）次に、本実施例の筋電位測定電極８１の電気的構成について説明する。
図８に示す様に、本実施例の筋電位測定電極８１は、３個の検出電極８５〜８９に対応して、計測回路１０４には、（第１〜第３インピーダンス変換回路９３〜９７に対応する）第１、第２、第３反転増幅回路１０５、１０７、１０９と差動回路１１０とを備えている。
【００６０】
特に本実施例では、基準電極９１の電位を基準に、第２検出電極８７の電位を検出し、更に、この第２検出電極８７の電位を基準に、第１検出電極８５の電位と第３検出電極８９の電位とを検出し、更に、第１、第３検出電極８５、８９の電位の差分を求めることにより、筋電位を検出するようにしている。
【００６１】
これにより、基準となる電位を一層人体の電位に近づけることができるので、より高精度の筋電位を検出できるという顕著な効果を奏する。
［実施例４］
次に実施例４について説明するが、前記実施例３と同様な内容の説明は省略する。
【００６２】
本実施例は、３個の検出電極を設けるとともにガード電極を設ける点に特徴がある。
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極１１１の構成について説明する。
図９に示す様に、本実施例の筋電位測定電極１１１は、前記実施例３と同様に、フレキシブル基板１１３の一方の面（生体側の面）に、第１検出電極１１５と第２検出電極１１７と第３検出電極１１９とが一列に配置されるとともに、第１〜第３検出電極１１５〜１１９の周囲を囲む様に基準電極１２１が配置されている。
【００６３】
特に本実施例では、前記実施例２と同様に、各検出電極１１５〜１１９の周囲を囲むように、第１、第２、第３ガード電極１２３、１２５、１２７が配置されている。
また、フレキシブル基板１１１の他方の面（外側の面）には、各検出電極１１５〜１１９に対応して、第１〜第３インピーダンス変換回路１２９、１３１、１３３と第１〜第３電気シールド１３５、１３７、１３９とを備えている。
【００６４】
ｂ）次に、本実施例の筋電位測定電極１１１の電気的構成について説明する。
図１０に示す様に、本実施例の筋電位測定電極１１１は、３個の検出電極１１５〜１１９に対応して、計測回路１４０には、（第１〜第３インピーダンス変換回路１２９〜１３３に対応する）第１、第２、第３反転増幅回路１４１、１４３、１４５と差動回路１４７とを備えている。
【００６５】
従って、本実施例では、前記実施例３と同様な効果を奏するとともに、各ガード電極１２３〜１２７によって、一層ノイズを防止できるという顕著な効果を奏する。
なお、以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の具体的な実施例に限定されず、本発明の範囲内でこの他にも種々の形態で実施することができる。
【００６６】
（１）本発明は、筋電位測定電極に限らず、例えば心電位や脳波を示す電位を測定する電極として利用できる。
（２）検出電極及び基準電極として、金属層の構造を採用できる。この場合には、基準電極の面積を（１個の）検出電極の面積よりも小さくすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１、５１、８１、１１１…筋電位測定電極
５、５３、８３、１１３…フレキシシブル基板
７、９、５５、５７、８５、８７、８９、１１５、１１７、１１９…検出電極
１１、５９、９１、１２１…基準電極
１３、１５、６１、６３、９３、９５、９７、１２９、１３１、１３３…インピーダンス変換回路
１７、１９、６５、６７、９９、１０１、１０３、１３５、１３７、１３９…電気シールド
２３、２４…溝
３２、６８、１０４、１４０…計測回路
６９、７１、１２３、１２５、１２７…ガード電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば筋電位、心電位、脳波などを測定する際に用いることができる生体用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば筋電位を測定するために、体にフィットし易い構造の筋電位測定電極の技術が提案されている（特許文献１参照）。
この技術とは、筋電位測定電極として、検出電極の周囲を基準電極で囲むとともに、検出電極及び基準電極が可撓性を有している構造を採用したものであり、これによって、皮膚表面に押しつけられた検出電極及び基準電極が、皮膚表面の形状に応じて変形するので、各電極と皮膚との接触面積が広くなり、その結果、安定して筋電位を検出することができるという技術である。
【０００３】
また、この技術では、筋電位の測定の際に、大きな信号を得るとともにノイズ（即ち電極側と人体側とのインピーダンスの差によって発生するノイズ）を低減するために、筋電位測定電極にインピーダンス変換回路を接続している。詳しくは、筋電位測定電極の入力インピーダンスを、人体の表面の高いインピーダンスに合わせて大きく設定するとともに、出力側を低インピーダンスに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０１３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、筋電位を精度良く測定するためには、外部ノイズを出来る限り低減することが望ましいが、そのための方法として、インピーダンス変換回路を検出電極や基準電極の近傍に配置することが考えられる。これは、インピーダンス変換回路と電極との間の距離が大きいと、その間にノイズが乗り易いという特性があるからである。
【０００６】
ところが、上述した従来技術では、検出電極や基準電極が可撓性を有しているので、インピーダンス変換回路を電極に接して配置することは、強度の点から構造上不可能であるという問題があった。
【０００７】
これは、可撓性のある電極にインピーダンス変換回路をそのまま貼り付けた場合には、電極が撓むとインピーダンス変換回路が損傷する恐れがあるからである。
更に、検出電極に可撓性がある場合には、検出電極の撓みに合わせてノイズが重畳してしまうという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、インピーダンス変換回路を電極に近接して配置できるとともに、ノイズの発生も抑制できる生体用電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、生体に接触させて生体電位を検出する検出電極と、前記生体に接触させるとともに前記検出電極で検出される電位と対比する基準電位を設定するための基準電極と、を備えた生体用電極において、フレキシブル基板の一方の表面に、フレキシブルな前記検出電極と前記基準電極とを備えるとともに、前記フレキシブル基板の他方の表面に、前記検出電極を前記フレキシブル基板側へ投影した領域と重なる位置に、前記検出電極と接続されるインピーダンス変換回路を配置し、更に前記インピーダンス変換回路の外側表面を覆う様に、前記フレキシブル基板及び前記検出電極よりも硬質な材料からなる電気シールドを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、可撓性を有するフレキシブル基板の他方（生体と反対側：外側）の表面において、検出電極をフレキシブル基板側へ投影した領域と重なる位置にインピーダンス変換回路を配置し、更にインピーダンス変換回路の外側表面を覆う様に、硬質な電気シールドを備えている。
【００１１】
従って、生体用電極を腕等に取り付けた場合には、検出電極は（その外側の）硬質な電気シールドで支えられることにより機械的に安定し、また、基準電極はフレキシブルに変形して腕等の表面にフィットするので、生体用電極がずれにくく、高精度の測定が可能である。
【００１２】
特に、本発明では、検出電極の外側（生体と反対側）にインピーダンス変換回路を配置するとともに、インピーダンス変換回路の外側表面を覆うように硬質の電気シールドを配置している。これにより、フレキシブル基板や検出電極が可撓性を有していても、インピーダンス変換回路を検出電極に近接して配置することができるので、ノイズを低減することができるとともに、インピーダンス変換回路の破損を防止することができる。
【００１３】
ここで、前記電気シールドの大きさ（投影領域）は、検出電極の投影領域と一致する範囲が、生体用電極全体の生体への密着性及びノイズの低減の点から好適であるが、少なくとも電気シールドの投影領域と検出電極の投影領域のずれは、（検出電極の投影面積を基準として）±３０％以内が好適である。
【００１４】
また、インピーダンス変換回路とは、入力側である検出電極側を高インピーダンスとし、出力側を低インピーダンスとする変換回路である
なお、前記生体電位としては、筋電位、心電位、又は脳波を示す電位が挙げられる。
【００１５】
（２）請求項２の発明では、前記電気シールドは、前記基準電極と接続されていることを特徴とする。
本発明では、電気シールドが基準電極と接続されているので、外部からのノイズの侵入を防止できる。
【００１６】
（３）請求項３の発明では、前記基準電極は、検出電極より面積が大きく設定されていることを特徴とする。
本発明では、基準電極は、フレキシブル基板側（外側：裏側）に硬質の電気シールドが配置された検出電極より面積が大きく設定されているので、生体用電極全体が腕等の生体の表面にフィットし易い。
【００１７】
また、検出電極及び基準電極として、金属層の表面に誘電体層を形成する場合には、基準電位を安定させることが必要であるので、検出電極より基準電極の面積を大きくする必要があるが、検出電極及び基準電極として、金属製の電極のみを用いる場合には、必ずしも検出電極より基準電極の面積を大きくする必要はない。
【００１８】
（４）請求項４の発明では、前記基準電極は、検出電極の周囲を囲むように配置されていることを特徴とする。
これにより、基準電位を、検出電極の周囲の平均的な電位とすることができるので、測定精度を向上できる。
【００１９】
（５）請求項５の発明では、前記検出電極が複数ある場合（例えば第１、第２検出電極）には、各検出電極の大きさが同じであることを特徴とする。
これにより、測定精度を高めることができる。
【００２０】
これは、例えば基準電極の電位を基準に、第１検出電極の電位と第２検出電極の電位とを求め、両検出電極の電位の差分から筋電位を求めるような場合には、両検出電極の面積が異なると、その面積が異なることにより電位の差が生じ、これが測定誤差につながるからである。
【００２１】
なお、ここで、検出電極の大きさが同じとは、面積の違いが（任意の検出電極の投影面積を基準として）±１０％以内のものをいう。
（６）請求項６の発明では、前記検出電極と前記基準電極との間には、溝が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
従って、測定中に汗が発生しても、その汗は溝内に溜まるので、電極に付着し難く、よって、汗による測定精度の低下を防止できる。
（７）請求項７の発明では、前記検出電極の周囲には、ノイズの混入を防止するガード電極が設置されており、ガード電極は、インピーダンス変換回路の低インピーダンス側である出力側と接続されていることを特徴とする。
【００２３】
これにより、ノイズを低減することができる。
（８）請求項８の発明では、前記ガード電極が設置されている場合には、ガード電極の前記フレキシブル基板側へ投影した領域を含むように、前記電気シールドが設置されていることを特徴とする。
【００２４】
これにより、外部からの放射ノイズを受けにくいという利点がある。
（９）請求項９の発明では、前記検出電極及び前記基準電極として、金属層、又は、金属層の表面に誘電体層を形成した電極を用いることを特徴とする。
【００２５】
これらの構造の電極を用いることにより、好適に生体電位を測定することができる。特に金属層の表面に誘電体層を形成した電極を用いることにより、金属層が直接皮膚に接触しないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１の筋電位測定電極の使用方法を示す説明図である。
【図２】実施例１の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図３】筋電位を測定する計測装置を示す説明図である。
【図４】実施例１の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【図５】実施例２の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図６】実施例２の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【図７】実施例３の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図８】実施例３の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【図９】実施例４の筋電位測定電極を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）は筋電位測定電極の平面図である。
【図１０】実施例４の筋電位測定電極の測定回路を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
［実施例１］
ここでは、生体用電極として筋電位測定用の電極（筋電位測定電極）を例に挙げて説明する。
【００２８】
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極の構成を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示す様に、本実施例の筋電位測定電極１は、例えば人の腕に装着されて使用されるものであり、伸縮性のあるバンド３の内側に配置されて腕の表面に接触するようにして使用される。
【００２９】
前記筋電位測定電極１は、図２に示す様に、フレキシブル基板５と、フレキシブル基板５の一方の面（生体側の面：図２（ａ）の下方の面）に配置された第１検出電極７、第２検出電極９、基準電極１１と、フレキシブル基板５の他方の面（外側の面）に配置された第１インピーダンス変換回路１３、第２インピーダンス変換回路１５、第１電気シールド１７、第２電気シールド１９とを備えている。以下、詳細に説明する。
【００３０】
前記フレキシブル基板５は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる可撓性を有する薄膜（例えば厚さ０．３ｍｍ）の基板である。
前記第１、２検出電極７、９は、生体の表面に接触して筋電位を測定するための電極である。この両検出電極７、９は、平面形状が円形（例えば直径１５ｍｍ）で可撓性を有する薄膜（例えば厚さ数十μｍ）の電極であり、例えば銅からなる金属層の表面に例えばポリイミドからなる誘電体層を形成した構造である。なお、両検出電極７、９を、金属層のみで構成してもよい。
【００３１】
前記基準電極１１は、生体に接触させるとともに第１、第２検出電極７、９で検出される電位と対比する基準電位を設定するため電極である。この基準電極１１は、平面形状が一対の円形の開口部２１、２３を有する長円形で可撓性を有する薄膜（例えば厚さ数十μｍ）の電極であり、例えば銅からなる金属層の表面に例えばポリイミドからなる誘電体層を形成した構造である。なお、基準電極１１を、金属層のみで構成してもよい。
【００３２】
また、前記各開口部２１、２３は、前記第１、２検出電極７、９と同軸に形成されており、その直径は（例えば１８ｍｍ）であり、第１、２検出電極７、９と接触しないように、第１、２検出電極７、９の直径より大きく設定されている。
【００３３】
なお、この開口部２１、２３によって、第１、２検出電極７、９と基準電極１１との間には環状の溝２２、２４が形成されている。
前記第１、第２インピーダンス変換回路１３、１５は、後述するように、入力側である検出電極７、９側を高インピーダンスとし、出力側を（それより低い）低インピーダンスとする周知のインピーダンス変換回路である。
【００３４】
このインピーダンス変換回路１３、１５は、第１、２検出電極７、９の外側（裏側）、即ち、フレキシブル基板５の他方の表面（外側：図２（ａ）の上側）において、第１、２検出電極７、９をフレキシブル基板５側へ投影した領域（円形の領域）と重なる位置に配置されている。詳しくは、第１、２検出電極７、９の中心と同じ位置に配置されている。なお、以下では、投影とは、フレキシブル基板５の厚み方向への投影を示す。
【００３５】
前記第１、第２電気シールド１７、１９は、例えば厚みが大きな（例えば厚さ０．５ｍｍの）銅板やアルミ板からなる硬質の部材であり、フレキシブル基板５の裏側において、インピーダンス変換回路１３、１５及び前記（検出電極７、９に対応した）円形の投影領域を覆うように配置されている。即ち、各電気シールド１７、１９の投影領域と各検出電極７、９の投影領域とが一致するように構成されている。
【００３６】
なお、両電気シールド１７、１９の硬さは、フレキシブル基板５及び第１、第２検出電極７、９より硬質であり、人力によって容易に曲がらない程度の硬さを有している。また、両電気シールド１７、１９の中央には、各インピーダンス変換回路１３、１５を収容する凹部２５、２７がそれぞれ形成されている。
【００３７】
ｂ）次に、筋電位測定電極１の電気的構成などついて説明する。
図３に示す様に、筋電位測定電極１は、筋電位を測定する計測装置３１の電極として使用されるものである。
【００３８】
筋電位測定電極１の各電極７、９、１１は、両インピーダンス変換回路１３、１５を含む計測回路３２に接続されており、計測回路３２からの出力は、フィルタ３３を介してアンプ２５に入力し、アンプ３５によって増幅された信号は、周知のマイクロコンピュータを主要部とする信号処理部３７にて処理されて、出力部３９を介して表示装置４１に出力される。
【００３９】
ここで、計測回路３２について更に詳しく説明する。
図４に示す様に、計測回路３２は、第１インピーダンス変換回路１３を構成する第１反転増幅回路（オペアンプ）４３と、第２インピーダンス変換回路１５を構成する第２反転増幅回路４５と、差動回路（コンパレータ）４７とを備えている。
【００４０】
そして、第１検出電極７は、第１反転増幅回路４３の非反転入力端子側（入力側：高インピーダンス側）に接続され、第２検出電極９は、第２反転増幅回路４５の非反転入力端子側（入力側：高インピーダンス側）に接続されている。また、第１反転増幅回路４３の出力端子（低インピーダンス側）は差動回路４７の非反転入力端子に接続され、第２反転増幅回路４５の出力端子（低インピーダンス側）は差動回路４７の反転入力端子に接続されている。更に、基準電極１１と（基準電極１１に接続される）電気シールド１７、１９とは、共に接地されている。
【００４１】
なお、差動回路４３は、筋電位測定電極１内のいずれかに配置されていればよく、例えば第１インピーダンス変換回路１３の設置位置に配置されていてもよい。さらには、外部回路として、計測装置３１内に配置されていてもよい。
【００４２】
従って、本実施例では、基準電極１１の電位（グランド）を基準に、第１検出電極７の電位が検出され、この電位を示す信号が第１反転増幅回路４３によって増幅される。同様に、基準電極１１の電位を基準に、第２検出電極９の電位が検出され、この電位を示す信号が第２反転増幅回路４５によって増幅される。
【００４３】
そして、差動回路４７では、第１反転増幅回路４３からの出力信号と第２反転増幅回路４５からの出力信号との差分を求め、この差分を示す信号が出力される。この出力は筋電位に対応するものであるので、この信号を前記図３に示した計測装置３１のフィルタ３３やアンプ３５や信号処理部３７等を利用して処理することにより、筋電位を求めることができる。
【００４４】
ｃ）次に、本実施例の効果を説明する。
本実施例では、フレキシブル基板５の他方の表面において、各検出電極７、９をフレキシブル基板５側へ投影した領域と重なる位置に各インピーダンス変換回路１３、１５を配置し、更に各インピーダンス変換回路１３、１５の外側表面を覆う様に、それぞれ硬質な電気シールド１７、１９を設けている。
【００４５】
従って、筋電位測定電極１を腕等に取り付けた場合には、各検出電極７、９は（その外側の）硬質な各電気シールド１７、１９で支えられることにより機械的に安定し、また、基準電極１１はフレキシブルに変形して腕等の表面にフィットするので、筋電位測定電極１がずれにくく、高精度の測定が可能である。
【００４６】
特に、本実施例では、各検出電極７、９の外側に各インピーダンス変換回路１３、１５を配置するとともに、各インピーダンス変換回路１３、１５の外側表面を覆うようにそれぞれ硬質の電気シールド１７、１９を配置している。これにより、各検出電極７、９がフレキシブルであっても、各インピーダンス変換回路１３、１５を各検出電極７、９に近接して配置することができるので、ノイズを低減することができるとともに、各インピーダンス変換回路１３、１５の破損を防止することができる。
【００４７】
また、本実施例では、両電気シールド１７、１９は、（接地された）基準電極１１と接続されているので、外部からのノイズの侵入を防止できる。
更に、本実施例では、基準電極１１は、各検出電極７、９より面積が大きく設定されているので、筋電位測定電極１全体が腕等にフィットし易く、また、安定して基準電位を検出できるという利点がある。
【００４８】
その上、本実施例では、一対の検出電極７、９の大きさが同じであるので、測定誤差が小さいという効果がある。
また、本実施例では、基準電極１１は、両検出電極７、９の周囲を囲むように配置されているので、基準電位を検出電極７、９の周囲の平均的な電位とすることができ、よって、測定精度を向上できる。
【００４９】
更に、本実施例では、各検出電極７、９と基準電極１１との間には、溝２３、２４が形成されているので、測定中に汗が発生しても、汗による測定精度の低下を防止できる。
［実施例２］
次に実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
【００５０】
本実施例は、ガード電極を設けている点に特徴がある。
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極５１の構成について説明する。
図５に示す様に、本実施例の筋電位測定電極５１は、前記実施例１と同様に、フレキシブル基板５３と、フレキシブル基板５３の一方の面（生体側の面）に配置された第１検出電極５５、第２検出電極２７、基準電極５９と、フレキシブル基板５３の他方の面（外側の面）に配置された第１インピーダンス変換回路６１、第２インピーダンス変換回路６３、第１電気シールド６５、第２電気シールド６７とを備えている。
【００５１】
特に本実施例では、フレキシブル基板５３の生体側の面において、第１検出電極５５及び基準電極５９の間と第２検出電極２７及び基準電極５９の間とに、例えば銅からなる金属層及びポリイミドからなる誘電体層にて構成された薄膜（例えば数十μｍ）の第１ガード電極６９及び第２ガード電極７１を備えている。
【００５２】
この第１、２ガード電極６９、７１は、第１、第２検出電極５５、５７と同軸に配置された円環状の電極であり、(生体側の面において)第１、第２検出電極５５、５７及び基準電極５９と接触しない様に、第１、第２検出電極５５、５７及び基準電極５９と間隙を介して配置されている。なお、この両ガード電極６９、７１は、可撓性を有している。
【００５３】
また、本実施例では、第１、第２電気シールド６５、６７は、第１、第２検出電極５５、５７のフレキシブル基板５３側への投影領域だけではなく、第１、２ガード電極６９、７１の投影領域まで覆う様に（略一致する様に）形成されている。
【００５４】
ｂ）次に、本実施例の筋電位測定電極５１の電気的構成について説明する。
図６に示す様に、本実施例の筋電位測定電極５１では、前記実施例１と同様に、計測回路６８は、（第１、第２インピーダンス変換回路６１、６３に対応する）第１、第２反転増幅回路７３、７５と差動回路７７とを備えている。
【００５５】
特に本実施例では、第１ガード電極６９は、第１反転増幅回路７３の出力側（低インピーダンス側）に接続されるとともに、第２ガード電極７１も、第２反転増幅回路７５の出力側（低インピーダンス側）に接続されている。
【００５６】
本実施例においても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、第１、第２ガード電極６９、７１を備えているので、一層ノイズを低減できるという利点がある。
また、第１、第２電気シールド６５、６７は、第１、２ガード電極６９、７１の投影領域を覆う様に形成されているので、外部からの放射ノイズの影響を受けにくいという効果がある。
［実施例３］
次に実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
【００５７】
本実施例は、３個の検出電極を設けている点に特徴がある。
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極８１の構成について説明する。
図７に示す様に、本実施例の筋電位測定電極８１は、フレキシブル基板８３の一方の面（生体側の面）に、前記実施例１と同様な構造の第１検出電極８５と第２検出電極８７と第３検出電極８９とが一列に配置されるとともに、第１〜第３検出電極８５〜８９の周囲を囲む様に基準電極９１が配置されている。
【００５８】
また、フレキシブル基板８３の他方の面（外側の面）には、各検出電極８５〜８９に対応して、第１〜第３インピーダンス変換回路９３、９５、９７と第１〜第３電気シールド９５、９７、９９とを備えている。
【００５９】
ｂ）次に、本実施例の筋電位測定電極８１の電気的構成について説明する。
図８に示す様に、本実施例の筋電位測定電極８１は、３個の検出電極８５〜８９に対応して、計測回路１０４には、（第１〜第３インピーダンス変換回路９３〜９７に対応する）第１、第２、第３反転増幅回路１０５、１０７、１０９と差動回路１１０とを備えている。
【００６０】
特に本実施例では、基準電極９１の電位を基準に、第２検出電極８７の電位を検出し、更に、この第２検出電極８７の電位を基準に、第１検出電極８５の電位と第３検出電極８９の電位とを検出し、更に、第１、第３検出電極８５、８９の電位の差分を求めることにより、筋電位を検出するようにしている。
【００６１】
これにより、基準となる電位を一層人体の電位に近づけることができるので、より高精度の筋電位を検出できるという顕著な効果を奏する。
［実施例４］
次に実施例４について説明するが、前記実施例３と同様な内容の説明は省略する。
【００６２】
本実施例は、３個の検出電極を設けるとともにガード電極を設ける点に特徴がある。
ａ）まず、本実施例の筋電位測定電極１１１の構成について説明する。
図９に示す様に、本実施例の筋電位測定電極１１１は、前記実施例３と同様に、フレキシブル基板１１３の一方の面（生体側の面）に、第１検出電極１１５と第２検出電極１１７と第３検出電極１１９とが一列に配置されるとともに、第１〜第３検出電極１１５〜１１９の周囲を囲む様に基準電極１２１が配置されている。
【００６３】
特に本実施例では、前記実施例２と同様に、各検出電極１１５〜１１９の周囲を囲むように、第１、第２、第３ガード電極１２３、１２５、１２７が配置されている。
また、フレキシブル基板１１１の他方の面（外側の面）には、各検出電極１１５〜１１９に対応して、第１〜第３インピーダンス変換回路１２９、１３１、１３３と第１〜第３電気シールド１３５、１３７、１３９とを備えている。
【００６４】
ｂ）次に、本実施例の筋電位測定電極１１１の電気的構成について説明する。
図１０に示す様に、本実施例の筋電位測定電極１１１は、３個の検出電極１１５〜１１９に対応して、計測回路１４０には、（第１〜第３インピーダンス変換回路１２９〜１３３に対応する）第１、第２、第３反転増幅回路１４１、１４３、１４５と差動回路１４７とを備えている。
【００６５】
従って、本実施例では、前記実施例３と同様な効果を奏するとともに、各ガード電極１２３〜１２７によって、一層ノイズを防止できるという顕著な効果を奏する。
なお、以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の具体的な実施例に限定されず、本発明の範囲内でこの他にも種々の形態で実施することができる。
【００６６】
（１）本発明は、筋電位測定電極に限らず、例えば心電位や脳波を示す電位を測定する電極として利用できる。
（２）検出電極及び基準電極として、金属層の構造を採用できる。この場合には、基準電極の面積を（１個の）検出電極の面積よりも小さくすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１、５１、８１、１１１…筋電位測定電極
５、５３、８３、１１３…フレキシシブル基板
７、９、５５、５７、８５、８７、８９、１１５、１１７、１１９…検出電極
１１、５９、９１、１２１…基準電極
１３、１５、６１、６３、９３、９５、９７、１２９、１３１、１３３…インピーダンス変換回路
１７、１９、６５、６７、９９、１０１、１０３、１３５、１３７、１３９…電気シールド
２３、２４…溝
３２、６８、１０４、１４０…計測回路
６９、７１、１２３、１２５、１２７…ガード電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に接触させて生体電位を検出する検出電極と、前記生体に接触させるとともに前記検出電極で検出される電位と対比する基準電位を設定するための基準電極と、を備えた生体用電極において、
フレキシブル基板の一方の表面に、フレキシブルな前記検出電極と前記基準電極とを備えるとともに、
前記フレキシブル基板の他方の表面に、前記検出電極を前記フレキシブル基板側へ投影した領域と重なる位置に、前記検出電極と接続されるインピーダンス変換回路を配置し、
更に前記インピーダンス変換回路の外側表面を覆う様に、前記フレキシブル基板及び前記検出電極よりも硬質な材料からなる電気シールドを備えたことを特徴とする生体用電極。
【請求項２】
前記電気シールドは、前記基準電極と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の生体用電極。
【請求項３】
前記基準電極は、検出電極より面積が大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体用電極。
【請求項４】
前記基準電極は、検出電極の周囲を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項５】
前記検出電極が複数ある場合には、各検出電極の大きさが同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項６】
前記検出電極と前記基準電極との間には、溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項７】
前記検出電極の周囲には、ノイズの混入を防止するガード電極が設置されており、ガード電極は、インピーダンス変換回路の低インピーダンス側である出力側と接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項８】
前記ガード電極が設置されている場合には、ガード電極の前記フレキシブル基板側へ投影した領域を含むように、前記電気シールドが設置されていることを特徴とする請求項７に記載の生体用電極。
【請求項９】
前記検出電極及び前記基準電極として、金属層、又は、金属層の表面に誘電体層を形成した電極を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項１】
生体に接触させて生体電位を検出する検出電極と、前記生体に接触させるとともに前記検出電極で検出される電位と対比する基準電位を設定するための基準電極と、を備えた生体用電極において、
フレキシブル基板の一方の表面に、フレキシブルな前記検出電極と前記基準電極とを備えるとともに、
前記フレキシブル基板の他方の表面に、前記検出電極を前記フレキシブル基板側へ投影した領域と重なる位置に、前記検出電極と接続されるインピーダンス変換回路を配置し、
更に前記インピーダンス変換回路の外側表面を覆う様に、前記フレキシブル基板及び前記検出電極よりも硬質な材料からなる電気シールドを備えたことを特徴とする生体用電極。
【請求項２】
前記電気シールドは、前記基準電極と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の生体用電極。
【請求項３】
前記基準電極は、検出電極より面積が大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体用電極。
【請求項４】
前記基準電極は、検出電極の周囲を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項５】
前記検出電極が複数ある場合には、各検出電極の大きさが同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項６】
前記検出電極と前記基準電極との間には、溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項７】
前記検出電極の周囲には、ノイズの混入を防止するガード電極が設置されており、ガード電極は、インピーダンス変換回路の低インピーダンス側である出力側と接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体用電極。
【請求項８】
前記ガード電極が設置されている場合には、ガード電極の前記フレキシブル基板側へ投影した領域を含むように、前記電気シールドが設置されていることを特徴とする請求項７に記載の生体用電極。
【請求項９】
前記検出電極及び前記基準電極として、金属層、又は、金属層の表面に誘電体層を形成した電極を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の生体用電極。
【図１】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図２】
【図５】
【図７】
【図９】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図２】
【図５】
【図７】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２０７０５（Ｐ２０１２−１２０７０５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３８４９（Ｐ２０１０−２７３８４９）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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