特開 2024-137053 生体電位計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137053

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】生体電位計測装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/304 20210101AFI20240927BHJP

   A61B 5/053 20210101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

A61B5/304

A61B5/053

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048407

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005038

【氏名又は名称】セイコーグループ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】笹原 一将

(72)【発明者】

【氏名】海法 克享

(72)【発明者】

【氏名】須笠 幹重

(72)【発明者】

【氏名】荒木 徹平

(72)【発明者】

【氏名】関谷 毅

【テーマコード（参考）】

4C127

【Ｆターム（参考）】

4C127CC01

4C127CC10

4C127LL15

(57)【要約】

【課題】同一のデバイスにて異なる電極部を接続可能で、かつ接続された電極部に応じて機能を変化させる生体電位計測装置の提供。
【解決手段】生体電位計測装置１は、生体信号を取得する電極部１０と、電極部１０に接続されるデバイス２０と、を備え、デバイス２０は、複数の端子部５０と、複数の端子部５０に対応した複数の機能部６０と、複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識する認識部７０と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体信号を取得する電極部と、
前記電極部に接続されるデバイスと、を備え、
前記デバイスは、
複数の端子部と、
前記複数の端子部に対応した複数の機能部と、
前記複数の端子部のいずれかに前記電極部が接続されたかを認識する認識部と、を備える、
生体電位計測装置。

【請求項2】

前記デバイスは、前記複数の機能部のうち、前記認識部が認識した端子部に対応する機能部を機能させる、
請求項１に記載の生体電位計測装置。

【請求項3】

前記デバイスは、前記複数の機能部のうち、前記認識部が認識した端子部に対応する機能部に電力を供給し、前記認識部が認識した端子部以外の端子部に対応する機能部への電力の供給を制限する、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項4】

前記電極部は、
シート状の基部と、
前記基部に設けられ、生体と接続される生体側端子部と、
前記基部に設けられ、前記デバイスと接続されるデバイス側端子部と、
前記生体側端子部と前記デバイス側端子部とを接続する配線部と、を備える、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項5】

前記複数の端子部は、乾式電極用の前記電極部と接続可能な乾式用端子部を含み、
前記複数の機能部は、前記乾式用端子部に対応する乾式用機能部を含む、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項6】

前記乾式用機能部は、乾式電極用の前記電極部が取得した生体信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部を含む、
請求項５に記載の生体電位計測装置。

【請求項7】

前記複数の端子部は、湿式電極用の前記電極部と接続可能な湿式用端子部を含み、
前記複数の機能部は、前記湿式用端子部に対応する湿式用機能部を含む、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項8】

前記複数の端子部は、それぞれが複数の端子を含む端子群から形成され、
前記端子群の少なくとも１つは、他の端子群にも含まれる共通端子を含む、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項9】

前記共通端子に対応した共通機能部を備える、
請求項８に記載の生体電位計測装置。

【請求項10】

前記共通機能部は、生体のインピーダンスを計測しフィードバックする回路を含む、
請求項９に記載の生体電位計測装置。

【請求項11】

前記デバイスは、基板と、筐体と、を有し、
前記複数の端子部は、前記基板及び前記筐体の少なくとも一方に設けられている、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項12】

前記複数の端子部は、同一平面上に配置されている、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項13】

前記複数の端子部は、異なる平面上に配置されている、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項14】

前記認識部は、前記複数の端子部のオープンまたはショートに基づいて、前記複数の端子部のいずれかに前記電極部が接続されたかを認識する、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【請求項15】

前記電極部と、前記電極部に接続される端子部と、の間を接続すると共に、前記デバイスに着脱可能に装着される機能拡張部を備える、
請求項１または２に記載の生体電位計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体電位計測装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、対象者の皮膚に装着されてその皮膚から対象者の体内で発生する電気的な生体信号を検出し、その生体信号を処理して得た生体情報を出力する生体情報出力装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１２０５７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記生体情報出力装置（生体電位計測装置）では、筐体（デバイス）が、装着シート（電極部）に対応した筐体側接続部（端子部）を備えている。このため、従来では、筐体側接続部の配置に対応した装着シートしか筐体に接続することができず、筐体側接続部の配置と異なる装着シートは筐体に接続することができなかった。このため、従来の生体情報出力装置は、一つの用途（機能）しかなく、異なる用途には使用できなかった。

【0005】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、同一のデバイスにて異なる電極部を接続可能で、かつ接続された電極部に応じて機能を変化させる生体電位計測装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）：本発明の一態様に係る生体電位計測装置は、生体信号を取得する電極部と、前記電極部に接続されるデバイスと、を備え、前記デバイスは、複数の端子部と、前記複数の端子部に対応した複数の機能部と、前記複数の端子部のいずれかに前記電極部が接続されたかを認識する認識部と、を備える。

【0007】

本態様に係る生体電位計測装置によれば、デバイスの複数の端子部のいずれかに電極部が接続されたかを認識部が認識し、その認識部が認識した端子部に対応する機能部が機能するため、複数の端子部に対する電極部の接続状況に応じてデバイスの機能が変化する。
したがって、本態様に係る生体電位計測装置によれば、同一のデバイスにて異なる電極部を接続可能で、かつ接続された電極部に応じて機能を変化させることができる。

【0008】

（２）：（１）の態様の生体電位計測装置において、前記デバイスは、前記複数の機能部のうち、前記認識部が認識した端子部に対応する機能部を機能させてもよい。

【0009】

この場合には、認識部が認識した端子部に対応する機能部の機能に、デバイスの機能を自動で切り替えることができる。

【0010】

（３）：（１）または（２）の態様の生体電位計測装置において、前記デバイスは、前記複数の機能部のうち、前記認識部が認識した端子部に対応する機能部に電力を供給し、前記認識部が認識した端子部以外の端子部に対応する機能部への電力の供給を制限してもよい。

【0011】

この場合には、電極部が接続されていない端子部に対応する機能部に対する電力の供給を制限することで、不必要な電力の消費を抑えることができる。

【0012】

（４）：（１）から（３）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記電極部は、シート状の基部と、前記基部に設けられ、生体と接続される生体側端子部と、前記基部に設けられ、前記デバイスと接続されるデバイス側端子部と、前記生体側端子部と前記デバイス側端子部とを接続する配線部と、を備えてもよい。

【0013】

この場合には、電極シートの構成を必要最低減にできるのでコスト低減が可能となる。

【0014】

（５）：（１）から（４）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記複数の端子部は、乾式電極用の前記電極部と接続可能な乾式用端子部を含み、前記複数の機能部は、前記乾式用端子部に対応する乾式用機能部を含んでもよい。

【0015】

この場合には、乾式電極にて生体信号を計測し、その乾式電極用にデバイスの機能を変化させることができる。

【0016】

（６）：（５）の態様の生体電位計測装置において、前記乾式用機能部は、乾式電極用の前記電極部が取得した生体信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部を含んでもよい。

【0017】

この場合には、皮膚との接触インピーダンスが高くノイズがのりやすい乾式電極で計測する場合に、生体信号に含まれるノイズを低減できる。

【0018】

（７）：（１）から（６）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記複数の端子部は、湿式電極用の前記電極部と接続可能な湿式用端子部を含み、前記複数の機能部は、前記湿式用端子部に対応する湿式用機能部を含んでもよい。

【0019】

この場合には、湿式電極にて生体信号を計測し、その湿式電極用にデバイスの機能を変化させることができる。

【0020】

（８）：（１）から（７）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記複数の端子部は、それぞれが複数の端子を含む端子群から形成され、前記端子群の少なくとも１つは、他の端子群にも含まれる共通端子を含んでもよい。

【0021】

この場合には、複数の端子部で共通端子を共有できるため、デバイスを小型化できる。

【0022】

（９）：（８）の態様の生体電位計測装置において、前記共通端子に対応した共通機能部を備えてもよい。

【0023】

この場合には、複数の機能部で共通機能部を共有できるため、デバイスを小型化できる。

【0024】

（１０）：（９）の態様の生体電位計測装置において、前記共通機能部は、生体のインピーダンスを計測しフィードバックする回路を含んでもよい。

【0025】

この場合には、生体のインピーダンスをフィードバックすることで、例えば、通常の生活負荷の場合と運動時の高負荷の場合との使い分けが可能となる。

【0026】

（１１）：（１）から（１０）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記デバイスは、基板と、筐体と、を有し、前記複数の端子部は、前記基板及び前記筐体の少なくとも一方に設けられていてもよい。

【0027】

この場合には、複数の端子部の配置の自由度を上げることができる。

【0028】

（１２）：（１）から（１１）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記複数の端子部は、同一平面上に配置されていてもよい。

【0029】

この場合には、複数の端子部が同一平面に配置されるため、電極部が容易に接続できる。

【0030】

（１３）：（１）から（１１）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記複数の端子部は、異なる平面上に配置されていてもよい。

【0031】

この場合には、複数の端子部が異なる平面に配置されるため、同一平面に複数の端子部を配置する場合よりも、デバイスを小型化できる。

【0032】

（１４）：（１）から（１３）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記複数の端子部のオープンまたはショートに基づいて、前記複数の端子部のいずれかに前記電極部が接続されたかを認識してもよい。

【0033】

この場合には、複数の端子部に対する電極部の接続状況を、認識部が簡便な方法で正確に認識できる。

【0034】

（１５）：（１）から（１４）のいずれか一つの態様の生体電位計測装置において、前記電極部と、前記電極部に接続される端子部と、の間を接続すると共に、前記デバイスに着脱可能に装着される機能拡張部を備えてもよい。

【0035】

この場合には、デバイスの機能を容易に拡張できる。

【発明の効果】

【0036】

上記本発明の一態様によれば、同一のデバイスにて異なる電極部を接続可能で、かつ接続された電極部に応じて機能を変化させる生体電位計測装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】第１実施形態に係る生体電位計測装置の使用例を示した図である。

【図2】第１実施形態に係る生体電位計測装置の分解斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る生体電位計測装置の短手方向に沿う断面図である。

【図4】第１実施形態に係る生体電位計測装置の簡略図である。

【図5】第１実施形態に係る生体電位計測装置のブロック図である。

【図6】第２実施形態に係る生体電位計測装置の簡略図である。

【図7】第３実施形態に係るデバイスの要部拡大図である。

【図8】第４実施形態に係る生体電位計測装置のブロック図である。

【図9】第５実施形態に係る生体電位計測装置の簡略図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、本発明に係る各実施形態について図面を参照して説明する。

【0039】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る生体電位計測装置１の使用例を示した図である。
生体電位計測装置１は、生体１００に装着され、その生体１００の生体信号を計測する。図１に示す例では、生体電位計測装置１は、生体１００の腕部に装着され、腕部の皮膚を介して筋細胞が収縮活動するときに発生する筋電位を計測する。なお、生体電位計測装置１は、筋電位以外の生体信号として、例えば心電位を計測してもよい。

【0040】

生体電位計測装置１は、生体信号を取得する電極部１０と、電極部１０に接続されるデバイス２０と、電極部１０をデバイス２０に接続する接続部材３０と、を備えている。電極部１０は、平面視で略長方形に形成されている。電極部１０の皮膚側の面は、粘着面となっており、運動時でも装着状態を維持できるようになっている。また、生体電位計測装置１は、低装着感を付与するため、装置全体が小型かつ軽量なものとなっている。

【0041】

なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向は、電極部１０の長手方向に設定されている。Ｙ軸方向は、電極部１０の短手方向に設定されている。Ｚ軸方向は、電極部１０の厚み方向に設定されている。

【0042】

以下、説明の便宜上、電極部１０に対してデバイス２０側を上側（＋Ｚ側）と称し、電極部１０に対してデバイス２０と反対側を下側（－Ｚ側）と称する場合がある。なお、＋Ｚ側が重力方向における上側でなくてもよい。

【0043】

図２は、第１実施形態に係る生体電位計測装置１の分解斜視図である。図３は、第１実施形態に係る生体電位計測装置１の短手方向に沿う断面図である。
これらの図に示すように、生体電位計測装置１は、デバイス２０と接続部材３０との間に、電極部１０を挟み込む構成となっている。

【0044】

電極部１０は、例えば、フレキシブルプリント配線板であって、弾性的に変形可能でかつ電気的に絶縁性を有するシート状の基部１０ａを有する。基部１０ａは、例えば、ポリイミドやウレタン等から形成されている。電極部１０は、生体１００と接続される生体側端子部１１を備えている。生体側端子部１１は、例えば、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化スズ等の透明電極で形成されてもよい。

【0045】

基部１０ａには、複数の生体側端子部１１（第１生体側電極部１１Ａ～第３生体側電極部１１Ｃ）が設けられている。第１生体側電極部１１Ａ、第２生体側電極部１１Ｂ、及び第３生体側電極部１１Ｃは、基部１０ａの下側（－Ｚ側）に露出し、Ｚ軸方向から視た平面視で円形に形成されている。第１生体側電極部１１Ａ、第２生体側電極部１１Ｂ、及び第３生体側電極部１１Ｃは、基部１０ａの長手方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけて一列で設けられている。

【0046】

また、基部１０ａには、デバイス２０と接続される複数のデバイス側端子部１２（第１デバイス側端子部１２Ａ～第３デバイス側端子部１２Ｃ）が設けられている。第１デバイス側端子部１２Ａ、第２デバイス側端子部１２Ｂ、及び第３デバイス側端子部１２Ｃは、基部１０ａの上面側（＋Ｚ側）に形成されている。

【0047】

基部１０ａは、接続部材３０の嵌合部３２に対応する形状を有する。具体的に、基部１０ａには、嵌合部３２が貫通して配置される貫通孔１３が形成されている。貫通孔１３は、短手方向に離間して一対で形成されている。貫通孔１３は、Ｘ軸方向に延びるスリット状に形成されている。

【0048】

第１デバイス側端子部１２Ａ、第２デバイス側端子部１２Ｂ、及び第３デバイス側端子部１２Ｃは、一対の貫通孔１３の間に設けられている。第１デバイス側端子部１２Ａ、第２デバイス側端子部１２Ｂ、及び第３デバイス側端子部１２Ｃは、一対の貫通孔１３の間において、三角形の３つの角に対応する位置に配置されている。なお、第１デバイス側端子部１２Ａ、第２デバイス側端子部１２Ｂ、及び第３デバイス側端子部１２Ｃの配置や大きさは、図に示す配置や大きさに限定されない。

【0049】

さらに、基部１０ａには、生体側端子部１１とデバイス側端子部１２とを接続する複数の配線部１４（第１配線部１４Ａ～第３配線部１４Ｃ）が設けられている。第１配線部１４Ａは、第１生体側電極部１１Ａと第１デバイス側端子部１２Ａとを接続する。第２配線部１４Ｂは、第２生体側電極部１１Ｂと第２デバイス側端子部１２Ｂとを接続する。第３配線部１４Ｃは、第３生体側電極部１１Ｃと第３デバイス側端子部１２Ｃとを接続する。

【0050】

デバイス２０は、電極部１０が接続可能な複数の端子部５０（後述する乾式用端子部５０Ａ、湿式用端子部５０Ｂ）を備える。乾式用端子部５０Ａ及び湿式用端子部５０Ｂは、デバイス２０の長手方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけて配置されている。乾式用端子部５０Ａ及び湿式用端子部５０Ｂは、端子群２１の向きが異なるが、同様の構成を有している。

【0051】

端子部５０は、電極部１０に接続される端子群２１を有する。デバイス２０は、端子群２１が形成された基板２２と、基板２２を収容する筐体２３と、筐体２３に取り付けられた蓋体２４（図３参照）と、を備えている。端子群２１は、基板２２の下面よりも下側（－Ｚ側）に突出している。これにより、柔らかい（押圧に対して逃げやすい）電極部１０に対して端子群２１を接続し易くなる。端子群２１は、各々の端子にはんだ等が設けられており、ドーム形状となっている。また、端子群２１の高さ（基板２２に対する突出量）は、例えば、０．１５ｍｍ±０．０５ｍｍ程度となっている。

【0052】

端子群２１は、図２に示すように、第１デバイス側端子部１２Ａ～第３デバイス側端子部１２Ｃの個数及び配置に対応して３つの端子（第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃ）を含んでいる。具体的に、第１端子２１Ａは、第１デバイス側端子部１２Ａに接続される。第２接点部２１Ｂは、第２デバイス側端子部１２Ｂに接続される。第３端子２１Ｃは、第３デバイス側端子部１２Ｃに接続される。

【0053】

デバイス２０は、第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃを介して、第１生体側電極部１１Ａ～第３生体側電極部１１Ｃのうち、２つの生体側電極部で計測した電位差から、筋電位を計測する。また、デバイス２０は、第１生体側電極部１１Ａ～第３生体側電極部１１Ｃのうち、残り１つの生体側電極部で計測した電位をリファレンスとして、筋電位に含まれるノイズを除去する。

【0054】

上記処理は、基板２２に設けられたＣＰＵ（中央処理ユニット）、メモリ、入出力回路やＩＣチップ、その他の電子部品により、あらかじめ記憶されたプログラムに基づき実行される。なお、後述する図５に示すように、デバイス２０は、外部装置１１０（ロガー等）と無線通信を行う図示しない通信デバイスと、各電子部品に電力を供給する図示しない電源部と、を備えている。

【0055】

図２に戻り、筐体２３は、例えば、樹脂成形部品であり、矩形箱状に形成されている。筐体２３の上側（＋Ｚ）は、開口しており、当該開口は蓋体２４（図３参照）によって覆われている。筐体２３は、図２に示すように、下側（－Ｚ側）を向く底面２３ａと、長手方向（Ｘ軸方向）を向く一対の側壁面２３ｂと、短手方向（Ｙ軸方向）を向く一対の側壁面２３ｃと、を備えている。

【0056】

筐体２３の底面２３ａには、短手方向（Ｙ軸方向）に延びる開口部２５が形成されている。開口部２５からは、筐体２３に収容された基板２２の一部及び第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃが露出している。開口部２５は、基板２２の短手方向（Ｙ軸方向）両側に、接続部材３０の嵌合部３２が挿入可能な隙間を形成している。

【0057】

筐体２３の底面２３ａには、開口部２５の＋Ｘ側及び－Ｘ側において、開口縁の一部の角を落とした、傾斜部２６が形成されている。傾斜部２６は、電極部１０、デバイス２０、及び接続部材３０を組み立てたときに、開口部２５の開口縁から電極部１０に加わる負荷（応力集中）を低減する。

【0058】

筐体２３の側壁面２３ｂ，２３ｃには、蓋体２４と係合する係合孔２７（図３参照）が形成されている。また、短手方向（Ｙ軸方向）を向く一対の側壁面２３ｃには、開口部２５の近傍に、Ｙ軸方向外側に突出する突出部２８が形成されている。突出部２８には、開口部２５に向かって傾斜する傾斜面２８ａが形成されている。傾斜面２８ａは、底面２３ａと側壁面２３ｃとが交わる角から電極部１０に加わる負荷（応力集中）を低減する。

【0059】

接続部材３０は、図３に示すように、デバイス２０との間に電極部１０を挟み込むことで、電極部１０のデバイス側端子部１２を、デバイス２０の端子群２１に接続する。接続部材３０は、端子群２１と電極部１０を挟んで対向する対向部３１と、デバイス２０に嵌合する嵌合部３２と、電極部１０の短手方向（Ｙ軸方向）の側端面よりも側方に延出した延出部３３と、を備えている。

【0060】

対向部３１、嵌合部３２、及び延出部３３は、樹脂成形等で一体化されている。対向部３１は、図２に示すように、Ｙ軸方向に沿って延びる長方形の平板状に形成されている。対向部３１のＸ軸方向の寸法は、筐体２３の開口部２５に挿入可能な大きさに設定されている。

【0061】

嵌合部３２は、対向部３１のＹ軸方向両側の端部に一対で形成されている。嵌合部３２は、図３に示すように、上側（＋Ｚ側）に突出する略逆さＵ字状に形成されている。嵌合部３２のＹ軸方向外側を向く側面には、嵌合爪３２ａが形成されている。嵌合爪３２ａは、直角三角形の斜辺及び底辺により形成される角部のような形状を有している。

【0062】

嵌合部３２は、Ｙ軸方向内側に弾性変形することで、嵌合爪３２ａをＹ軸方向内側に移動させることができる。延出部３３は、一対の嵌合部３２のＹ軸方向外側の端部に一対で形成されている。延出部３３は、Ｙ軸方向に沿って延びる平板状に形成されている。延出部３３は、嵌合部３２がデバイス２０に嵌合した状態で、電極部１０の短手方向（Ｙ軸方向）の側端面よりも側方に延出している。

【0063】

デバイス２０は、図３に示すように、嵌合部３２が嵌合する被嵌合部２９を有する。被嵌合部２９は、筐体２３の開口部２５の内側に形成されている。具体的に、被嵌合部２９は、側壁面２３ｃの突出部２８が形成された部分の内面側に形成されている。被嵌合部２９は、Ｙ軸方向外側に窪む段差形状を有する。被嵌合部２９は、嵌合爪３２ａとＺ軸方向で当接する平面部を有する。

【0064】

上記構成の生体電位計測装置１を組み立てるには、先ず、図２に示すように、電極部１０の一対の貫通孔１３に、接続部材３０の一対の嵌合部３２を差し込む。これにより、電極部１０を位置決めした状態で、電極部１０をデバイス２０に接続できる。次に、電極部１０を貫通した一対の嵌合部３２を、筐体２３の底面２３ａに形成された開口部２５に差し込む。

【0065】

一対の嵌合部３２は、開口部２５を通過する際、図３に示す斜辺部によって、Ｙ軸方向内側に弾性変形する。一対の嵌合部３２は、開口部２５を通過後、復元変形し、開口部２５の内側に形成された被嵌合部２９に嵌合する。これにより、接続部材３０が、電極部１０を挟み込んだ状態でデバイス２０に接続される。

【0066】

なお、図１に示すように装着された生体電位計測装置１を生体１００から取り外す場合には、延出部３３に指をかけることで、生体電位計測装置１（特に皮膚に粘着された電極部１０）を生体１００から容易に取り外すことができる。

【0067】

図４は、第１実施形態に係る生体電位計測装置１の簡略図である。なお、図４において、電極部１０は上面側を示し、デバイス２０は底面側を示している。
図４に示すように、デバイス２０は、複数の端子部５０（乾式用端子部５０Ａ、湿式用端子部５０Ｂ）を備えている。乾式用端子部５０Ａは、乾式電極用の電極部１０Ａと接続可能な端子部５０である。湿式用端子部５０Ｂは、湿式電極用の電極部１０Ｂと接続可能な端子部５０である。

【0068】

乾式電極用の電極部１０Ａは、生体１００に直に接触して生体信号を計測する。また、湿式電極用の電極部１０Ｂは、ジェルなどの媒体を介在させた状態で生体１００と接触して生体信号を計測する。乾式用端子部５０Ａ、湿式用端子部５０Ｂは、端子群２１の向き及び第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃの配置が異なっており、乾式電極用の電極部１０Ａが湿式用端子部５０Ｂに接続したり、逆に、湿式電極用の電極部１０Ｂが乾式用端子部５０Ａに接続したりしないようになっている。

【0069】

図５は、第１実施形態に係る生体電位計測装置１のブロック図である。
図５に示すように、デバイス２０は、上述した複数の端子部５０と、複数の端子部５０に対応した複数の機能部６０と、複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識する認識部７０と、を備えている。

【0070】

機能部６０は、乾式用端子部５０Ａに対応する乾式用機能部６０Ａを含む。乾式用機能部６０Ａは、乾式電極用の電極部１０Ａが取得した生体信号を増幅する生体信号増幅部６１Ａと、乾式電極用の電極部１０Ａが取得した生体信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部６２Ａと、を備えている。なお、各機能部６０の処理は、アナログ回路でもデジタル回路で実行してもよい。

【0071】

ノイズ低減処理部６２Ａは、例えば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）であり、乾式用端子部５０Ａに電気的に接続され、所定の周波数より高い周波数の生体信号を低減させる。なお、ノイズ低減処理部６２Ａは、他のフィルタとして、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）等であってもよい。生体信号増幅部６１Ａは、例えば、アンプであり、ノイズ低減処理部６２Ａに接続され、ノイズ低減処理部６２Ａを通過した生体信号を増幅させる。

【0072】

また、機能部６０は、湿式用端子部５０Ｂに対応する湿式用機能部６０Ｂを含む。湿式用機能部６０Ｂは、湿式電極用の電極部１０Ｂが取得した生体信号を増幅する生体信号増幅部６１Ｂを備えている。生体信号増幅部６１Ｂは、例えば、アンプであり、湿式用端子部５０Ｂに電気的に接続され、湿式用端子部５０Ｂが取得した生体信号を増幅させる。

【0073】

認識部７０は、複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識する。この処理は、基板２２に設けられたＣＰＵ（中央処理ユニット）、メモリ、入出力回路やＩＣチップ、その他の電子部品により、あらかじめ記憶されたプログラムに基づき実行される。

【0074】

本実施形態の認識部７０は、複数の端子部５０のオープンまたはショートに基づいて、複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識する。つまり、認識部７０は、乾式用端子部５０Ａ及び湿式用端子部５０Ｂと電気的に接続されている。なお、認識部７０は、複数の端子部５０のオープンまたはショートを検出する限りにおいて、機能部６０に含まれる電子部品や配線、図示しない電源部等に接続されていてもよい。

【0075】

デバイス２０は、複数の機能部６０のうち、認識部７０が認識した端子部５０に対応する機能部６０を機能させる。具体的に、デバイス２０は、複数の機能部６０のうち、認識部７０が認識した端子部５０（例えば乾式用端子部５０Ａ）に対応する機能部６０（乾式用機能部６０Ａ）に電力を供給し、認識部７０が認識した端子部５０以外の端子部５０（湿式用端子部５０Ｂ）に対応する機能部６０（湿式用機能部６０Ｂ）への電力の供給を制限する。なお、「電力の供給の制限」には、スリープモード（低電力モード）と、電力供給の停止とを含み、いずれであってもよい。

【0076】

このように、本実施形態に係る生体電位計測装置１によれば、デバイス２０の複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識部７０が認識し、その認識部７０が認識した端子部５０に対応する機能部６０が機能するため、複数の端子部５０に対する電極部１０の接続状況に応じてデバイス２０の機能が変化する。
つまり、機能の変化を端子部５０の接続状況という空間的な情報を用いることで、電極部１０側が識別信号を出すといった付加機能なしに、デバイス２０の複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識することができる。これにより、電極部１０側に付加的な機能が不要となるため、電極部１０は、生体信号の計測に最低限の要素で構成とすることが可能となり、低コスト化に貢献できる。

【0077】

以上のように、本実施形態に係る生体電位計測装置１は、生体信号を取得する電極部１０と、電極部１０に接続されるデバイス２０と、を備え、デバイス２０は、複数の端子部５０と、複数の端子部５０に対応した複数の機能部６０と、複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識する認識部７０と、を備える。この構成によれば、同一のデバイス２０にて異なる電極部１０を接続可能で、かつ接続された電極部１０に応じて機能を変化させることができる生体電位計測装置１が得られる。

【0078】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、デバイス２０は、複数の機能部６０のうち、認識部７０が認識した端子部５０に対応する機能部６０を機能させる。この構成によれば、認識部７０が認識した端子部５０に対応する機能部６０の機能に、デバイス２０の機能を自動で切り替えることができる。

【0079】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、デバイス２０は、複数の機能部６０のうち、認識部７０が認識した端子部５０に対応する機能部６０に電力を供給し、認識部７０が認識した端子部５０以外の端子部５０に対応する機能部６０への電力の供給を制限する。この構成によれば、電極部１０が接続されていない端子部５０に対応する機能部６０に対する電力の供給を制限することで、不必要な電力の消費を抑えることができる。

【0080】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、電極部１０は、シート状の基部１０ａと、基部１０ａに設けられ、生体と接続される生体側端子部１１と、基部１０ａに設けられ、デバイス２０と接続されるデバイス側端子部１２と、生体側端子部１１とデバイス側端子部１２とを接続する配線部１４と、を備える。この構成によれば、電極部１０の構成を必要最低減にできるのでコスト低減が可能となる。

【0081】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、複数の端子部５０は、乾式電極用の電極部１０Ａと接続可能な乾式用端子部５０Ａを含み、複数の機能部６０は、乾式用端子部５０Ａに対応する乾式用機能部６０Ａを含む。この構成によれば、乾式電極にて生体信号を計測し、その乾式電極用にデバイス２０の機能を変化させることができる。

【0082】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、乾式用機能部６０Ａは、乾式電極用の電極部１０Ａが取得した生体信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部６２Ａを含む。この構成によれば、乾式電極で計測する場合に、生体信号に含まれるノイズを低減できる。つまり、湿式電極で計測するよりも、乾式電極で計測する場合の方が、生体信号に含まれるノイズが多いため、当該ノイズを低減することで生体信号の計測精度を高めることができる。

【0083】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、複数の端子部５０は、湿式電極用の電極部１０Ｂと接続可能な湿式用端子部５０Ｂを含み、複数の機能部６０は、湿式用端子部５０Ｂに対応する湿式用機能部６０Ｂを含む。この構成によれば、湿式電極にて生体信号を計測し、その湿式電極用にデバイス２０の機能を変化させることができる。

【0084】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、デバイス２０は、基板２２と、筐体２３と、を有し、複数の端子部５０は、基板２２に設けられている。複数の端子部５０は、基板２２及び筐体２３の少なくとも一方に設けてもよい。この構成によれば、複数の端子部５０の配置の自由度を上げることができる。

【0085】

また、本実施形態の生体電位計測装置１において、認識部７０は、複数の端子部５０のオープンまたはショートに基づいて、複数の端子部５０のいずれかに電極部１０が接続されたかを認識する。この構成によれば、複数の端子部５０に対する電極部１０の接続状況を、認識部７０が簡便な方法で正確に認識できる。

【0086】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0087】

図６は、第２実施形態に係る生体電位計測装置１の簡略図である。
図６に示すように、第２実施形態の生体電位計測装置１は、電極部１０と、電極部１０に接続される端子部５０と、の間を接続すると共に、デバイス２０に着脱可能に装着される機能拡張部８０を備えている。

【0088】

機能拡張部８０は、中継部材８１と、中継電極８２と、を備えている。中継部材８１は、デバイス２０に着脱可能なフレームである。中継電極８２は、中継部材８１に支持され、電極部１０と端子部５０との電気的な接続を中継する。中継電極８２は、乾式用端子部５０Ａに対応する第１中継電極８２Ａと、湿式用端子部５０Ｂに対応する第２中継電極８２Ｂと、を含む。

【0089】

機能拡張部８０は、デバイス２０に装着することで、様々な機能をデバイス２０に付加することができる。例えば、機能拡張部８０Ａは、中継電極８２（第１中継電極８２Ａ、第２中継電極８２Ｂ）と電気的に接続された接続電極８３（第１接続電極８３Ａ、第２接続電極８３Ｂ）を備えている。接続電極８３は、中継電極８２と配置が異なっており、電極部１０との接続位置を調整できる。

【0090】

例えば、機能拡張部８０Ｂは、中継電極８２（第１中継電極８２Ａ、第２中継電極８２Ｂ）と接続電極８３（第１接続電極８３Ａ、第２接続電極８３Ｂ）との間に、電気的に接続された付加機能部８４（第１付加機能部８４Ａ、第２付加機能部８４Ｂ）を備えている。付加機能部８４は、例えば、信号フィルタであって、デバイス２０に追加機能（信号フィルター機能）を付加する。

【0091】

また、例えば、機能拡張部８０Ｃは、さらに複数の追加電極８５（第１追加電極８５Ａ、第２追加電極８５Ｂ）を備えている。追加電極８５は、接続電極８３と並列に中継電極８２と接続され、電極部１０と接続可能な電極数を増やすことができる。

【0092】

このように、第２実施形態の生体電位計測装置１は、電極部１０と、電極部１０に接続される端子部５０と、の間を接続すると共に、デバイス２０に着脱可能に装着される機能拡張部８０を備える。この構成によれば、デバイス２０の機能を容易に拡張できる。

【0093】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0094】

図７は、第３実施形態に係るデバイス２０の要部拡大図である。
図７に示すように、デバイス２０の端子部５０の配置を工夫してもよい。

【0095】

図７（ａ）に示すデバイス２０では、複数の端子部５０が、同一平面上に配置されている。この構成によれば、複数の端子部５０が同一平面に配置されるため、電極部１０が容易に接続できる。

【0096】

図７（ｂ）に示すデバイス２０では、複数の端子部５０が、異なる平面上に配置されている。具体的に、デバイス２０には、深さの異なる複数の溝部５１（第１溝部５１Ａ、第２溝部５１Ｂ）が形成され、各溝部５１の奥端に端子部５０が配置されている。

【0097】

図７（ｃ）に示すデバイス２０では、同一の溝部５１の異なる深さの周面に端子部５０が配置されている。この構成によれば、溝部５１に差し込む電極部１０の深さに応じて、デバイス２０の機能が変化する。また、この構成によれば、図７（ａ）に示すように、同一平面に複数の端子部５０を配置する場合よりも、デバイス２０を小型化できる。

【0098】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0099】

図８は、第４実施形態に係る生体電位計測装置１のブロック図である。
図８に示すように、第４実施形態の生体電位計測装置１では、複数の端子部５０は、それぞれが複数の端子（第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃ）を含む端子群から形成され、第３端子２１Ｃが、他の端子群に含まれる共通端子となっている。つまり、第３端子２１Ｃは、乾式用端子部５０Ａの端子群にも含まれ、また湿式用端子部５０Ｂの端子群にも含まれる。

【0100】

デバイス２０は、第３端子２１Ｃに対応した共通機能部６０Ｃを備える。共通機能部６０Ｃは、例えば、マイコン（ＭＣＵ：Microcontroller Unit）であって、生体１００のインピーダンスを計測しフィードバックする回路を形成する。生体１００のインピーダンスをフィードバックすることで、例えば、通常の生活負荷の場合と運動時の高負荷の場合との使い分けが可能となる。

【0101】

このように、第４実施形態の生体電位計測装置１において、複数の端子部５０は、それぞれが複数の端子（第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃ）を含む端子群から形成され、端子群の少なくとも１つは、他の端子群にも含まれる共通端子（第３端子２１Ｃ）を含む。この構成によれば、複数の端子部５０で第３端子２１Ｃを共有できるため、デバイス２０を小型化できる。

【0102】

また、第４実施形態の生体電位計測装置１は、第３端子２１Ｃに対応した共通機能部６０Ｃを備える。この構成によれば、複数の機能部６０で共通機能部６０Ｃを共有できるため、デバイス２０を小型化できる。

【0103】

また、第４実施形態の生体電位計測装置１において、共通機能部６０Ｃは、生体１００のインピーダンスを計測しフィードバックする回路を含む。この構成によれば、生体１００のインピーダンスをフィードバックすることで、例えば、通常の生活負荷の場合と運動時の高負荷の場合との使い分けが可能となる。

【0104】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0105】

図９は、第５実施形態に係る生体電位計測装置１の簡略図である。
図９に示すように、乾式電極用の電極部１０Ａと湿式電極用の電極部１０Ｂとでデバイス側端子部１２の端子パターンを変えてもよい。

【0106】

乾式電極用の電極部１０Ａのデバイス側端子部１２（第１デバイス側端子部１２Ａ～第３デバイス側端子部１２Ｃ）は、直角三角形の３つの角に対応する位置に配置されている。デバイス２０側においては、乾式用端子部５０Ａの端子群２１（第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃ）が同様に、直角三角形の３つの角に対応する位置に配置されている。

【0107】

湿式電極用の電極部１０Ｂのデバイス側端子部１２（第１デバイス側端子部１２Ａ～第３デバイス側端子部１２Ｃ）は、正三角形の３つの角に対応する位置に配置されている。デバイス２０側においては、湿式用端子部５０Ｂの端子群２１（第１端子２１Ａ～第３端子２１Ｃ）が同様に、正角三角形の３つの角に対応する位置に配置されている。

【0108】

上記構成の第５実施形態によれば、乾式電極用の電極部１０Ａと湿式電極用の電極部１０Ｂとでデバイス側端子部１２の端子パターンが異なるため、電極部１０の向き違いによるデバイス２０への誤装着を確実に防止できる。なお、より確実に誤装着を防止するため、さらに、端子の配置、ピッチ間距離、形状などを変えてもよい。

【0109】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【0110】

例えば、電極部１０は、柔らかい電極シートに限定されず、その用途に応じて、例えば硬い電極であってもよい。

【0111】

また、例えば、複数の端子部５０に対する電極部１０の接続状況に応じて、デバイス上（基板２２、あるいは筐体２３）に構築された電子回路の処理構成もしくは構成要素が変化する（例えば、ブロックを切り替える、あるいは回路のＯＮ／ＯＦＦで構成自体が変わる）構成であってもよい。

【0112】

また、例えば、端子部５０に接続された電極部１０の配線部１４の長さに応じて、機能部６０を変化させてもよい。機能部６０は、例えば、配線部１４の長さに起因するノイズを低減する処理を実行してもよい。

【符号の説明】

【0113】

１…生体電位計測装置、１０…電極部、１０ａ…基部、１０Ａ…電極部、１０Ｂ…電極部、１１…生体側端子部、１１Ａ…第１生体側電極部、１１Ｂ…第２生体側電極部、１１Ｃ…第３生体側電極部、１２…デバイス側端子部、１２Ａ…第１デバイス側端子部、１２Ｂ…第２デバイス側端子部、１２Ｃ…第３デバイス側端子部、１３…貫通孔、１４…配線部、１４Ａ…第１配線部、１４Ｂ…第２配線部、１４Ｃ…第３配線部、２０…デバイス、２１…端子群、２１Ａ…第１端子、２１Ｂ…第２接点部、２１Ｃ…第３端子、２２…基板、２３…筐体、２３ａ…底面、２３ｂ…側壁面、２３ｃ…側壁面、２４…蓋体、２５…開口部、２６…傾斜部、２７…係合孔、２８…突出部、２８ａ…傾斜面、２９…被嵌合部、３０…接続部材、３１…対向部、３２…嵌合部、３２ａ…嵌合爪、３３…延出部、５０…端子部、５０Ａ…乾式用端子部、５０Ｂ…湿式用端子部、５１…溝部、５１Ａ…第１溝部、５１Ｂ…第２溝部、６０…機能部、６０Ａ…乾式用機能部、６０Ｂ…湿式用機能部、６０Ｃ…共通機能部、６１Ａ…生体信号増幅部、６１Ｂ…生体信号増幅部、６２Ａ…ノイズ低減処理部、７０…認識部、８０…機能拡張部、８０Ａ…機能拡張部、８０Ｂ…機能拡張部、８０Ｃ…機能拡張部、８１…中継部材、８２…中継電極、８２Ａ…第１中継電極、８２Ｂ…第２中継電極、８３…接続電極、８３Ａ…第１接続電極、８３Ｂ…第２接続電極、８４…付加機能部、８４Ａ…第１付加機能部、８４Ｂ…第２付加機能部、８５…追加電極、８５Ａ…第１追加電極、８５Ｂ…第２追加電極、１００…生体、１１０…外部装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】