(57)【要約】  生体電位測定装置（１ｂ）は、ユーザ（１０）の生体電位を測定するための生体電位測定装置である。生体電位測定装置（１ｂ）は、ユーザ（１０）に接触する測定電極（４８）と、参照電極（４９）で検出された生体電位を差動増幅し、Ａ／Ｄ変換を行う生体電位増幅部（１４）と、デジタル信号化された生体電位を出力する生体電位出力部（１５）と、生体電位増幅部（１４）及び生体電位出力部（１５）の少なくとも一方に電力を供給する電源部（２２０）と、測定電極（４８）の周囲をシールド部材（２００）として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量（２０１）とを備える。電源部（２２０）の接地電位は、静電容量（２０１）の接地電位と電気的に接続される。
2019003653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体電位を測定するための生体電位測定装置であって、
生体に接触する測定電極と、
前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、
前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、
前記生体電位増幅部及び前記生体電位出力部の少なくとも一方に電力を供給する電源部と、
前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量と、を備え、
前記電源部の接地電位は、前記静電容量の接地電位と電気的に接続される
生体電位測定装置。
【請求項２】
さらに、複数の前記静電容量と、
前記生体電位出力部の動作モードに応じて、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する静電容量制御部と、を備える
請求項１に記載の生体電位測定装置。
【請求項３】
前記静電容量制御部は、
前記複数の静電容量の容量値の合計を、前記電源部の電源オン時と、前記電源部の電源オフ時とに変更する
請求項２に記載の生体電位測定装置。
【請求項４】
前記静電容量制御部は、前記生体電位出力部が前記生体電位を出力する場合に、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する
請求項２又は３に記載の生体電位測定装置。
【請求項５】
前記静電容量制御部は、
前記測定電極で生体電位を検出し、検出した当該生体電位を前記生体電位出力部に出力させる通常モードと、前記測定電極で生体電位を検出し、検出した当該生体電位を、単位時間あたりに出力する当該生体電位のデータ量を前記通常モードよりも多く前記生体電位出力部に出力させる高速モードとを切り替えるモード制御をし、
前記モード制御では、前記高速モードの方が前記通常モードよりも前記複数の静電容量の容量値の合計を高くする制御をする
請求項２〜４のいずれか１項に記載の生体電位測定装置。
【請求項６】
前記静電容量は、電気二重層容量である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体電位測定装置。
【請求項７】
生体電位を測定するための生体電位測定装置が備える複数の静電容量を制御する静電容量制御装置であって、
前記生体電位測定装置は、
生体に接触される測定電極と、
前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、
前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、
前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する複数の静電容量と、
前記静電容量から電力の供給を受ける電源部と、を備え、
前記静電容量制御装置は、前記電源部の接地電位が前記静電容量の接地電位と電気的に接続された前記生体電位測定装置における、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する静電容量制御部を備える
静電容量制御装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体電位測定装置と、
前記生体電位を測定される前記生体の頭部に装着される装着部と、を備え、
前記測定電極は、前記生体の前記生体電位を測定する場合に、当該生体の頭部に接触されるように、前記装着部に配置される
脳波計。
【請求項９】
前記静電容量は、前記装着部を覆うように配置される
請求項８に記載の脳波計。
【請求項１０】
前記装着部は、前記静電容量で構成される
請求項８に記載の脳波計。
【請求項１１】
生体電位を測定する生体電位測定装置が備える複数の静電容量の静電容量制御方法であって、
前記生体電位測定装置は、
生体に接触される測定電極と、
前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、
前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、
前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量と、
前記静電容量から電力の供給を受ける電源部と、を備え、
前記電源部の接地電位は、前記静電容量の接地電位と電気的に接続されており、
前記静電容量制御方法は、
前記電源部がオン状態であるかオフ状態であるかを判断する判断ステップと、
前記判断ステップで判断された状態に応じて、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する制御ステップと、を含む
静電容量制御方法。
【請求項１２】
生体電位を測定する生体電位測定装置が備える複数の静電容量の静電容量制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記生体電位測定装置は、
生体に接触される測定電極と、
前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、
前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、
前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量と、
前記静電容量から電力の供給を受ける電源部と、を備え、
前記電源部の接地電位は、前記静電容量の接地電位と電気的に接続されており、
前記静電容量制御方法は、
前記電源部がオン状態であるかオフ状態であるかを判断する判断ステップと、
前記判断ステップで判断された状態に応じて、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する制御ステップと、を含み、前記静電容量制御方法をコンピュータに実行させるための
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、生体電位測定装置、静電容量制御装置、脳波計、静電容量制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体の脳波、心電等の生体電位を測定するための生体電位測定装置がある。生体電位測定装置は、例えば、ユーザが電極（生体電極）を皮膚に装着し、脳波、心電等の生体電位を生体情報として取得する。また、生体電位測定装置によっては、取得した生体情報を外部機器に無線により出力する出力部を備える場合がある。例えば、特許文献１には、取得した生体情報を無線により出力する医用テレメータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９２３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、無線通信を行う際に、通信状況に依存して瞬間的に消費電流が増大することにより、出力する生体情報の信号品質の劣化、無線通信の遮断等が起こり、安定した測定ができないという問題がある。【０００５】
本開示は、上記問題を鑑みてなされたものであり、無線通信を用いた生体電位測定を行う際に、電源変動、瞬時停電等が少なく、安定した信号品質で生体電位の測定を行うことができる生体電位測定装置等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】
【０００６】
本開示の一態様に係る生体電位測定装置は、生体電位を測定するための生体電位測定装置であって、生体に接触する測定電極と、前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、前記生体電位増幅部及び前記生体電位出力部の少なくとも一方に電力を供給する電源部と、前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量と、を備え、前記電源部の接地電位は、前記静電容量の接地電位と電気的に接続される。【０００７】
また、本開示の一態様に係る静電容量制御装置は、生体電位を測定するための生体電位測定装置が備える複数の静電容量を制御する静電容量制御装置であって、前記生体電位測定装置は、生体に接触される測定電極と、前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する複数の静電容量と、前記静電容量から電力の供給を受ける電源部と、を備え、前記静電容量制御装置は、前記電源部の接地電位が前記静電容量の接地電位と電気的に接続された前記生体電位測定装置における、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する静電容量制御部を備える。【０００８】
また、本開示の一態様に係る脳波計は、上記生体電位測定装置と、生体電位を測定される生体の頭部に装着される装着部と、を備え、前記測定電極は、生体の生体電位を測定する場合に、当該生体の頭部に接触されるように、前記装着部に配置される。【０００９】
また、本開示の一態様に係る静電容量制御方法は、生体電位を測定する生体電位測定装置が備える複数の静電容量の静電容量制御方法であって、前記生体電位測定装置は、生体に接触される測定電極と、前記測定電極で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部と、前記生体電位増幅部で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部と、前記測定電極の周囲をシールド部材として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量と、前記静電容量から電力の供給を受ける電源部と、を備え、前記電源部の接地電位は、前記静電容量の接地電位と電気的に接続されており、前記静電容量制御方法は、前記電源部がオン状態であるかオフ状態であるかを判断する判断ステップと、前記判断ステップで判断された状態に応じて、前記複数の静電容量の容量値の合計を変更する制御ステップと、を含む。【００１０】
また、本開示の一態様は、上記静電容量制御方法をコンピュータに機能させるためのプログラムとして実現することができる。あるいは、当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の生体電位測定装置等によれば、安定した信号品質の生体電位測定を行うことができる生体電位測定装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態に係る脳波計の利用シーンを示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態に係る脳波計の一例を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態に係る脳波計の別の一例を示す概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、電極の形状の第一例を示す概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、電極の形状の第二例を示す概略図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、電極の形状の第三例を示す概略図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、電極の形状の第四例を示す概略図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、電極の形状の第五例を示す概略図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る生体電位測定装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る生体電位測定装置を含むシステムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る生体電位測定装置を含むシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態に係る生体電位測定装置及び情報処理装置の基本的な処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態に係る生体電位測定装置を備える脳波計の詳細な構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る脳波計が生体電位を測定する際の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態に係る脳波計が備える複数の静電容量の回路構成を説明するためのブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態に係る脳波計の動作状態と静電容量の合計容量値との関係の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、実施の形態に係る脳波計の動作状態と静電容量の合計容量値との、時間に応じた関係の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態に係る脳波計の動作状態に応じて静電容量の合計容量値を変更する制御を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態に係る脳波計及び比較例に係る脳波計の入力ノイズを示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態に係る脳波計の動作状態によって変更されるアプリケーション処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態に係る脳波計の動作状態に応じて表示部が表示する画像の第一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態に係る脳波計の動作状態に応じて表示部が表示する画像の第二例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態に係る脳波計の動作状態に応じて表示部が表示する画像の第三例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態に係る生体電位測定装置等について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、接続形態、ステップ及びステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１４】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１５】
（実施の形態）
［生体電位測定システムの概要］
図１は、実施の形態に係る脳波計の利用シーンを示す図である。
【００１６】
図１に示す生体電位測定システム１００は、脳波計１と、情報処理装置２と、表示部３とを備える。脳波計１、情報処理装置２、及び、表示部３は、それぞれ有線又は無線で通信可能に接続されており、互いに情報を出力（送信）及び／又は取得（受信）する。
【００１７】
脳波計１は、実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂ（図５参照）を有する装置であって、ユーザ１０の生体電位の一例である脳波を測定するための装置である。本実施の形態では、脳波計１は、ユーザ１０の脳波を測定するヘッドセット型の脳波計である。脳波計１は、ユーザ１０が頭部に装着するための装着部１５０と、ユーザ１０の生体電位を測定するための複数の電極（生体電位測定用電極）５１（例えば、図２Ａ参照）とを備える。
【００１８】
複数の電極５１は、生体電位を測定する場合に、ユーザ１０に接触される。複数の電極５１は、生体電位を測定する測定電極４８（図６参照）と、測定電極４８で測定した電位との差を計算するために用いられる参照電極４９（図６参照）とを含む。また、脳波計１は、ユーザ１０が生体電位測定システム１００を操作するための操作情報を入力する操作入力装置１ａ（図５参照）を備え、所望の処理を実現するための操作が入力される。
【００１９】
情報処理装置２は、脳波計１からの操作入力データを取得し、所定の処理を実施する。例えば、情報処理装置２は、パーソナルコンピュータ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ／ＰＣ）である。所定の処理とは、例えば、脳波計１から取得したデータを表示部３に表示させる処理である。
【００２０】
表示部３は、情報処理装置２で行われた処理結果を表示する表示装置である。表示部３は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。表示部３は、例えば、情報処理装置２から取得した画像情報を表示する。なお、表示部３は、情報処理装置２から取得した音響情報を出力するスピーカを備えてもよい。
【００２１】
［脳波計の構成］
図２Ａは、実施の形態に係る脳波計の一例を示す概略図である。図２Ｂは、実施の形態に係る脳波計の別の一例を示す概略図である。
【００２２】
例えば、ユーザ１０は頭部に脳波計１を装着する。脳波計１の概観の例は、図２Ａではヘッドフォン（ヘッドセット）型であり、図２Ｂではバンド型である。
【００２３】
図２Ａに示す脳波計１は、ユーザ１０の頭部に沿うようにアーチ状のヘッドフォン型をしている。図２Ａに示すヘッドフォン型の脳波計１は、複数の電極５１と、外側面４４と、装着面４５と、装着部１５０と、操作面４３とを備えている。装着部１５０は、図２Ａに示す脳波計１においては、アーチ状のアーム１５１と、アーム１５１の両端部に取り付けられた耳当て４６とを有する。外側面４４は、ユーザ１０が脳波計１を装着したときにユーザ１０の頭部と反対側に配置される面である。装着面４５は、ユーザ１０が脳波計１を装着したときにユーザ１０の頭部側に配置される面である。操作面４３には、操作ボタン４１と、表示装置４７とが配置されている。
【００２４】
複数の電極５１は、脳波計１の装着面４５と、耳当て４６の端であって、脳波計１の装着面４５と同一側の面とに設けられている。
【００２５】
ユーザ１０は、脳波計１を装着する前に、操作面４３に配置されている操作ボタン４１を操作して脳波計１を起動し、脳波計１をユーザ１０の頭部に装着する。脳波計１は、例えば、図２Ａの紙面に向かって左の耳当て４６がユーザ１０の右耳に位置し、図２Ａの紙面に向かって右の耳当て４６がユーザ１０の左耳に位置するようにユーザ１０の頭部に装着される。また、耳当て４６は、ユーザ１０の左右の耳を覆うように当てられる。
【００２６】
装着面４５に設けられている電極５１は、ユーザ１０の皮膚（頭皮）に当てられる。耳当て４６の端に設けられている電極５１は、ユーザ１０の耳の後ろに当てられる。例えば、図２Ａの紙面に向かって左の耳当て４６の端に設けられている電極５１はアース電極７３ｃ（図６参照）、図２Ａの紙面に向かって右の耳当て４６の端に設けられている電極５１は参照電極４９、その他の電極５１は測定電極４８としてもよい。アース電極７３ｃは、ユーザ１０において脳波計１が動作する基準電位（ボディアース、又はアースとも呼ばれる）を印加するための電極である。
【００２７】
なお、アース電極７３ｃ及び参照電極４９の配置位置は、これに限らず、図２Ａの紙面に向かって右の耳当て４６の端に設けられている電極５１をアース電極７３ｃ、図２Ａの紙面に向かって左の耳当て４６の端に設けられている電極５１を参照電極４９としてもよい。
【００２８】
表示装置４７は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイであり、ユーザ１０の操作ボタン４１の操作の状態等を表示する。
【００２９】
図２Ｂに示す脳波計１００１は、ユーザ１０の頭部の周囲に巻くことにより装着されるバンド型の形状をしている。図２Ｂに示すバンド型の脳波計１００１は、複数の電極５１と、外側面４４と、装着面４５と、装着部１５０と、操作面４３とを備えている。装着部１５０は、図２Ｂに示す脳波計１００１においては、耳当てを有さないバンド状である。電極５１、操作面４３に配置される操作ボタン４１、及び、表示装置４７の構成は、ヘッドフォン型の脳波計１と同様である。ユーザ１０は脳波計１００１を装着する前に、操作面４３に配置されている操作ボタン４１を操作して脳波計１を起動し、バンド型の脳波計１００１の外側面４４の半分（操作面４３の側）がユーザ１０の額に来るように装着する。
【００３０】
なお、複数の電極５１のうち、アース電極７３ｃに相当する電極５１及び参照電極４９に相当する電極５１は、装着面４５からリード線（図示せず）を延長してユーザ１０の耳の後ろに当てる構成であってもよい。
【００３１】
［電極形状］
図３Ａ〜図３Ｅは、ユーザ１０の皮膚と接触する電極５１の接触面の形状の例を示す図である。
【００３２】
電極（生体電極）５１の材料は、導電性の物質によって構成される。電極５１の材料は、生体と接触した場合の分極が少なく、且つ、分極電圧が安定している銀−塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）、又は、銀であるとよい。
【００３３】
電極５１の接触面の形状は、医療用で使われる電極と同様の、図３Ａに示す円形（例えば、直径１０ｍｍ）でもよい。また、電極５１の接触面の形状は、生体との接触面が円形の電極５１以外にも、用途によってさまざまな形状としてもよい。例えば、図３Ｂに示すような三角形、図３Ｃに示すような四角形、又は、正方形であってもよい。
【００３４】
また、電極５１としては、図３Ｄの（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の円柱（図３Ｄでは５本）で構成された電極でもよい。このような構成によれば、ユーザ１０の皮膚に電極５１を接触させるため、ユーザ１０の髪の毛を掻き分けることができる。
【００３５】
なお、各円柱における皮膚との接触面は、図３Ｄの（ａ）に示すように円形であってもよいし、楕円等の他の形状であってもよい。また、円柱に限らず、角柱であってもよい。円柱又は角柱の数は、図３Ｄの（ａ）及び（ｂ）に示すように５本であってもよいし、任意の本数であってもよく、特に限定されない。
【００３６】
また、図３Ｄの個々の円柱の先端は、皮膚との接触面側に角が取れたものである形状でもよい。これにより、皮膚との接触面積を増加することができる。
【００３７】
また、図３Ｅの（ａ）に示すように、電極５１の形状は、ユーザ１０の皮膚との接触面が同心円状であってもよい。このような形状の電極５１は、例えば図２Ａに示すヘッドフォン型の脳波計１の耳当て４６に設けられる電極、又は、図２Ｂに示すバンド型の脳波計１００１に設けられる電極に用いられ、ユーザ１０の額、耳の後ろ等、髪の毛の無い箇所に接触される。こうすることで、図３Ｅの（ａ）及び（ｂ）に示す形状の電極５１は、図３Ｄの（ａ）及び（ｂ）に示す形状の電極５１に比べて皮膚への圧力が緩和される。そのため、当該形状を有する電極５１が設けられる脳波計１及び１００１によれば、ユーザ１０が受ける負担を緩和させることができる。
【００３８】
［生体電位測定システムの構成］
次に、生体電位測定システム１００の構成について説明する。図４は、実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂを含むシステムの全体構成を示すブロック図である。
【００３９】
生体電位測定システム１００は、脳波計１と、情報処理装置２と、表示部３とを備えている。脳波計１は、操作入力装置１ａと、生体電位測定装置１ｂとを備えている。
【００４０】
脳波計１は、操作入力装置１ａでユーザ１０に操作入力された情報を取得し、生体電位測定装置１ｂでユーザ１０の生体電位を測定する。脳波計１で測定された生体電位は、情報処理装置２に出力（送信）される。
【００４１】
情報処理装置２は、操作入力装置１ａ及び／又は生体電位測定装置１ｂからの入力を受けて、所定の処理を実施し、表示部３に処理結果を出力する。
【００４２】
図５は、脳波計１及び情報処理装置２の詳細な構成を示すブロック図である。ここでは、脳波計１と情報処理装置２とが無線で接続される場合を例として説明する。
【００４３】
脳波計１が有する操作入力装置１ａは、操作入力部１１と、操作信号出力部１２とを備えている。
【００４４】
操作入力部１１は、操作ボタン４１（図２Ａ及び図２Ｂ参照）で入力された操作入力情報を取得し、操作の内容を判定する処理部である。操作信号出力部１２は、操作入力部１１で取得された操作入力情報を情報処理装置２に出力するための通信インターフェースである。操作入力部１１で取得された操作入力情報は、操作信号出力部１２から情報処理装置２に向けて出力される。
【００４５】
脳波計１が有する生体電位測定装置１ｂは、電極部１３と、生体電位増幅部１４と、生体電位出力部１５と、電源部２２０と、１又は複数の静電容量２０１と、静電容量制御部２１０ａとを備えている。
【００４６】
電極部１３は、複数の電極５１で構成されている。複数の電極５１は、上述したように、測定電極４８と参照電極４９とアース電極７３ｃとで構成されている。複数の電極５１は、例えば、脳波計１におけるユーザ１０の皮膚に接触する位置に配置されている。
【００４７】
生体電位増幅部１４は、複数の電極５１の間の電位差に相当する生体電位を増幅するアンプである。具体的には、生体電位増幅部１４は、測定電極４８と参照電極４９との間の電位差を測定し、測定した電位差を増幅する。増幅された電位差は、例えば、生体電位増幅部１４に設けられているＡ／Ｄコンバータ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７５（図６参照）によりデジタル信号に変換される。
【００４８】
なお、生体電位増幅部１４は、所定以上の電位の大きさの生体電位を測定できる場合には、生体電位を増幅する必要は無く、複数の電極５１の電位を測定するだけでもよい。
【００４９】
生体電位出力部１５は、生体電位増幅部１４で増幅された電位差を情報処理装置２に出力するための通信インターフェースである。生体電位増幅部１４においてデジタル値に変換された生体電位の電位差は、生体電位出力部１５より情報処理装置２に出力される。
【００５０】
電源部２２０は、生体電位増幅部１４、生体電位出力部１５、静電容量２０１等の脳波計１の各構成要素に電力を供給する電源回路である。
【００５１】
静電容量２０１は、バッテリ８１と接続され、電源部２２０に供給する電力を一時的に蓄えるキャパシタである。静電容量２０１は、少なくとも測定電極４８の周囲を覆うように配置される。こうすることで、静電容量２０１は、測定電極４８が受け得る外来ノイズを防ぐように機能する。静電容量２０１としては、例えば、装着部１５０のフレキシブル化、軽量化等の観点から、電気二重層容量（スーパーキャパシタ、又はウルトラキャパシタ）が採用されるとよい。なお、静電容量２０１は、静電容量と電池との両方の特長を合わせ持つリチウムイオンキャパシタであってもよい。脳波計１におけるユーザ１０が装着する装着部１５０のフレキシブル化、及び軽量化により、ユーザ１０が脳波計１を装着した際に、ユーザ１０のこめかみ部の圧迫を低減し、ユーザ１０の痛みを緩和し、且つ脈波の混入を防ぐ効果が期待される。
【００５２】
また、電源部２２０の接地電位は、静電容量２０１の接地電位と電気的に接続されている。つまり、電源部２２０と静電容量２０１との接地電位は等しくなるように設定される。
【００５３】
静電容量制御部２１０ａは、複数の静電容量２０１の容量値（静電容量値）の合計を変更する処理部である。例えば、静電容量制御部２１０ａは、生体電位出力部１５の動作モードに応じて、複数の静電容量２０１の容量値（静電容量値）の合計を変更する。当該動作モードとしては、例えば、生体電位出力部１５が出力する生体電位のデータの単位時間当たりのデータ量（通信量）が異なる通常モードと高速モードとが設定される。具体的には、静電容量制御部２１０ａは、測定電極４８で生体電位を検出し、検出した当該生体電位を生体電位出力部１５に出力させる通常モードと、測定電極４８で生体電位を検出し、検出した当該生体電位を、単位時間あたりに出力する当該生体電位のデータ量を通常モードよりも多く生体電位出力部１５に出力させる高速モードとを切り替えるモード制御をする。この場合、静電容量制御部２１０ａは、高速モードの方が通常モードよりも複数の静電容量２０１の容量値の合計を高くする制御をする。
【００５４】
また、例えば、静電容量制御部２１０ａは、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を、電源部２２０の電源オン時と、電源部２２０の電源オフ時とに変更する。
【００５５】
また、例えば、静電容量制御部２１０ａは、生体電位出力部１５がユーザ１０の生体電位を出力する場合に、複数の静電容量２０１の容量値の合計を変更する。
【００５６】
なお、静電容量制御部２１０ａが実行する静電容量２０１の容量値の制御の詳細な具体例は、後述する。
【００５７】
情報処理装置２は、操作信号取得部２１と、生体電位取得部２２と、生体電位処理部２３と、アプリケーション処理部（アプリ処理部）２６と、表示情報出力部２７と、音響情報出力部２８とを備えている。
【００５８】
情報処理装置２は、脳波計１から出力される操作入力情報を操作信号取得部２１において取得（受信）し、生体電位を生体電位取得部２２において取得することで、脳波計１からの情報を取得する。
【００５９】
生体電位は、記録されただけの原信号では情報として使用できないことが多い。そのため、生体電位処理部２３では、取得した原信号から意味のある情報を抽出する処理が行われる。例えば、脳波測定の場合には、特定の周波数（例えば１０Ｈｚ）を含む帯域（周波数０．５Ｈｚ〜１００Ｈｚ）の信号に制限し、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ／ＦＦＴ）を行い、当該周波数での信号のパワースペクトル密度（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を算出する。
【００６０】
なお、生体電位処理部２３は、情報処理装置２ではなく脳波計１に配置されてもよい。
【００６１】
アプリケーション処理部２６では、情報処理装置２の中心的なアプリケーション処理（アプリ処理）が行われる。アプリケーション処理は、脳波計１から信号の入力を受けて所定の処理を行うことで実現される。
【００６２】
アプリケーション処理部２６で処理された結果は、アプリケーション処理部２６から表示情報出力部２７及び／又は音響情報出力部２８に出力される。
【００６３】
表示情報出力部２７及び音響情報出力部２８は、アプリケーション処理部２６で処理された結果をユーザ１０にフィードバックするために、視覚的及び／又は聴覚的な情報となる信号を表示部３に出力するためのインターフェースである。
【００６４】
［ハードウェア構成］
図６は、実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂを含むシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。具体的には、図６は、脳波計１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００６５】
脳波計１は、操作ボタン群７１と、制御信号変換回路７２と、測定電極４８と、参照電極４９と、アース電極７３ｃと、生体アンプ７４と、Ａ／Ｄコンバータ７５と、送信回路７９と、信号処理ユニット７８と、アンテナ６８と、電源部２２０と、バッテリ８１と、静電容量制御装置２１０と、シールド部材２００とを備えている。なお、脳波計１が備える各構成要素は、互いにバス１０５で接続され、相互にデータの送受信が可能となっている。
【００６６】
操作ボタン群７１と制御信号変換回路７２とは、図５に示す操作入力部１１に対応する。また、操作ボタン群７１における各ボタンは、操作ボタン４１に対応する。また、測定電極４８と、参照電極４９と、アース電極７３ｃとは、図２Ａ及び図２Ｂに示す電極５１、及び、図５に示す電極部１３に対応する。また、生体アンプ７４及びＡ／Ｄコンバータ７５は、図５に示す生体電位増幅部１４に対応する。また、送信回路７９とアンテナ６８とは、図５に示す生体電位出力部１５及び／又は操作信号出力部１２として機能する。
【００６７】
バッテリ８１は、脳波計１に電力を供給するための電池である。バッテリ８１に採用される電池は、乾電池、又はボタン電池、リチウムポリマー充電池、ニッケル水素充電池等であっても良い。電源部２２０は、バッテリから供給される電圧を所望の電源電圧に変換して、脳波計１の各構成要素に電源電圧を供給する。
【００６８】
信号処理ユニット７８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１と、脳波計１が備える各構成要素が実行する制御プログラムであるプログラム１０３が格納されたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４とを有している。プログラム１０３には、脳波計１における信号の処理手順が記述されている。脳波計１は、ＣＰＵによりプログラム１０３に従って操作信号及び生体信号をデジタル信号に変換し、送信回路７９を経由してアンテナ６８より情報処理装置２へ出力する。
【００６９】
静電容量制御装置２１０は、上述した静電容量制御部２１０ａを備える。静電容量制御部２１０ａは、例えば、ＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１が実行するための制御プログラムであるプログラム２１３が記憶されたＲＡＭ２１２と、ＲＯＭ２１４とを備える。
【００７０】
シールド部材２００は、測定電極４８を外来ノイズから防ぐために脳波計１に設けられ、上述した１又は複数の静電容量２０１から構成される。
【００７１】
操作ボタン群７１に関する各ボタンの押下情報は、制御信号変換回路７２において脳波計１の動作を制御する制御信号に変換され、バス１０５を経由してＣＰＵ１０１に出力される。
【００７２】
生体アンプ７４には、測定電極４８と参照電極４９とアース電極７３ｃとが接続されている。これらの電極は、脳波計１の所定の場所に設置されている。測定電極４８と参照電極４９との間の電位差は、生体アンプ７４で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ７５でアナログの生体信号からデジタルの生体信号に変換される。デジタルの生体信号に変換された電位差は、処理や出力が可能な生体信号としてバス１０５を経由してＣＰＵ１０１に出力される。
【００７３】
なお、プログラム１０３は、ＲＯＭ１０４に格納されていてもよい。また、信号処理ユニット７８と制御信号変換回路７２と送信回路７９と生体アンプ７４とＡ／Ｄコンバータ７５とは、１つの半導体集積回路にコンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のハードウェアとして実現されてもよい。１つの半導体集積回路に実装することで、実装面積が削減され、消費電力が低減され得る。また、生体アンプ７４とＡ／Ｄコンバータ７５とを１つの半導体集積回路に集積し、信号処理ユニット７８と制御信号変換回路７２と送信回路７９とを別の半導体集積回路に集積し、２つの半導体集積回路同士を１つのパッケージ内で接続してＳｉＰ（システム・イン・パッケージ）として統合し、コンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現されてもよい。上記２つの半導体集積回路を別々の製造プロセスで実現することで、１つの半導体集積回路に実装したものに比べコストが低減される効果も得られる。
【００７４】
図７は、実施の形態に係る情報処理装置２のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００７５】
情報処理装置２は、アンテナ８０と、受信回路８２と、信号処理ユニット１０８と、画像制御回路８４と、表示情報出力回路８５と、音響制御回路８６と、音響情報出力回路８７と、電源８８とを備えている。アンテナ８０と受信回路８２とは、図５に示す生体電位取得部２２及び／又は操作信号取得部２１に対応する。
【００７６】
信号処理ユニット１０８は、ＣＰＵ１１１と、ＲＡＭ１１２と、ＣＰＵ１１１が実行するプログラム１１３と、ＲＯＭ１１４とを有している。信号処理ユニット１０８は、図５に示す生体電位処理部２３及び／又はアプリケーション処理部２６に対応する。また、画像制御回路８４及び表示情報出力回路８５は、図５に示す表示情報出力部２７に対応する。また、音響制御回路８６及び音響情報出力回路８７は、図５に示す音響情報出力部２８に対応する。また、これらの各構成要素は、互いにバス１１５で接続され、相互にデータの送受信が可能である。また、各構成要素には、電源８８から電力が供給されている。
【００７７】
脳波計１から出力される操作情報及び生体電位は、アンテナ８０を経由して受信回路８２で取得され、バス１１５を経由してＣＰＵ１１１に送られる。
【００７８】
ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１２に格納されているプログラム１１３を実行する処理部である。プログラム１１３には、情報処理装置２における信号の処理手順が記述されている。情報処理装置２は、プログラム１１３に従って操作信号と生体信号とを変換し、所定のアプリケーション（プログラム）を実行するための処理を行い、ユーザ１０に画像及び／又は音響によってフィードバックを行うための信号を生成する。なお、プログラム１１３は、ＲＯＭ１１４に格納されてもよい。
【００７９】
信号処理ユニット１０８で生成された画像のフィードバック信号は、画像制御回路８４を経由して表示情報出力回路８５から表示部３に出力される。同様に、信号処理ユニット１０８で生成された音響のフィードバック信号は、音響制御回路８６を経由して音響情報出力回路８７から出力される。
【００８０】
なお、信号処理ユニット１０８と受信回路８２と画像制御回路８４と音響制御回路８６とは、１つの半導体集積回路にプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現されてもよい。１つの半導体集積回路にすると、消費電力が低減される効果が得られる。
【００８１】
［生体電位測定システムの処理手順の概要］
図８は、実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂを備える脳波計１及び情報処理装置２の基本的な処理手順を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１１からステップＳ１４までは脳波計１における処理（ステップＳ１０）、ステップＳ２１からステップＳ２５までは情報処理装置２における処理（ステップＳ２０）を示している。
【００８２】
操作入力部１１は、ユーザ１０により行われた操作入力を受け付ける（ステップＳ１１）。具体的には、操作入力部１１は、受け付けのタイミングでどの操作ボタン４１が押されているかを検出する。受け付けのタイミングの例は、操作ボタン４１が押下された時である。操作ボタン４１が押下されたか否かの検出は、例えば、操作ボタン４１が押下されたときの機械的なボタン位置の変化、又は、電気信号の変化を検出することにより行われる。また、操作入力部１１は、押下された操作ボタン４１の種類により、操作入力部１１が受け付けた操作入力の種類を検出し、操作信号出力部１２へ出力する。
【００８３】
次に、操作信号出力部１２は、操作入力部１１が受け付けた操作入力に対応する操作信号を情報処理装置２に出力する（ステップＳ１２）。
【００８４】
次に、生体電位増幅部１４は、電極部１３における複数の電極５１の間の電位差に相当する生体電位を測定し、増幅する（ステップＳ１３）。例えば、電極部１３における複数の電極５１のうち、右側頭部（国際１０−２０法のＣ４の電極位置）に配置された測定電極４８と、参照電極４９との間の電位差を測定する。また、生体電位増幅部１４は、測定した生体電位を増幅する。増幅された生体電位は、生体電位増幅部１４から生体電位出力部１５へ出力される。
【００８５】
次に、生体電位出力部１５は、取得した生体電位を情報処理装置２へ出力する（ステップＳ１４）。
【００８６】
なお、脳波計１による処理ステップＳ１０において、ステップＳ１１及びステップＳ１２と、ステップＳ１３及びステップＳ１４とは、それぞれ並列な処理として行ってもよく、ステップＳ１１からステップＳ１４の処理を、全て上述した順序どおりに行う必要はない。
【００８７】
続いて、情報処理装置２における処理ステップＳ２０について説明する。
【００８８】
操作信号取得部２１は、ステップＳ１２で操作信号出力部１２から出力された操作信号を取得する（ステップＳ２１）。また、操作信号取得部２１は、取得した操作信号をアプリケーション処理部２６に出力する。
【００８９】
次に、生体電位取得部２２は、ステップＳ１４で生体電位出力部１５から出力された生体信号を取得する（ステップＳ２２）。また、生体電位取得部２２は、取得した生体信号を、生体電位処理部２３に出力する。
【００９０】
次に、生体電位取得部２２にて取得した生体信号を、生体電位処理部２３にて分析処理して、意味のある情報を抽出する（ステップＳ２３）。例えば、所定の周波数成分の生体信号を抽出する。所定の周波数成分とは、例えば脳波の測定の場合には１０Ｈｚである。
【００９１】
次に、アプリケーション処理部２６は、操作信号取得部２１からの操作信号と生体電位処理部２３からの生体信号を受けて、現在のアプリを実行するための所定の処理を行う（ステップＳ２４）。
【００９２】
次に、アプリケーション処理部２６の処理結果をユーザ１０にフィードバックするために、表示情報出力部２７は画像情報を表示部３に出力し、音響情報出力部２８は音響情報を表示部３に出力する（ステップＳ２５）。これにより、表示部３は、処理結果に対応する画像及び音を出力する。
【００９３】
なお、情報処理装置２における処理ステップＳ２０において、ステップＳ２２及びステップＳ２３と、ステップＳ２４との処理は、それぞれ並列な処理として行ってもよい。また、アプリケーション処理部２６は、操作信号取得部２１から出力された操作信号と生体電位処理部２３から出力された生体信号との両方の信号を用いて処理を行う必要はなく、生体信号のみを用いて処理を行ってもよい。その場合には、操作信号を取得するステップＳ２１を省略してもよい。
【００９４】
［脳波計の構造の詳細］
続いて、実施の形態に係る脳波計１の詳細な構造について説明する。
【００９５】
図９は、実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂを備える脳波計１の詳細な構成を示す斜視図である。なお、図９に示す脳波計１は、図２Ａに示す脳波計１の構成を詳細に図示したものである。また、図９に示す脳波計１は、説明のために外側面４４及び装着面４５が見やすいように図示しており、厳密な脳波計１の形状を図示しているものではない。
【００９６】
図９に示す脳波計１は、複数の電極５１の周囲が外側面４４に配置されているシールド部材２００により覆われている。
【００９７】
シールド部材２００は、脳波計１のユーザ１０が装着する装着部１５０を覆うように脳波計１に配置されている。シールド部材２００は、外来ノイズの回り込みを防ぐための静電シールドである。また、脳波計１の静電容量を増やすため、脳波計１とＰＣ（例えば、情報処理装置２）とのペアリングを行う場合等でバッテリ８１の最大放電電流（例えば、１５０ｍＡ）を超える電流が必要になった場合、瞬時的な電流量を確保する観点から、シールド部材２００は、複数の静電容量２０１により構成されている。
【００９８】
本実施の形態において、脳波計１の外側面４４及び装着面４５には、静電容量２０１で構成される複数のシールド部材２００が配置されている。具体的には、脳波計１の外側面４４には、測定電極４８の周囲をシールド部材２００として覆う容量電極（静電容量２０１の電極）を有する静電容量２０１が配置されている。静電容量２０１は、誘電体と、当該誘電体を挟む２つの容量電極からなる。ここでいう静電容量２０１の容量電極は、誘電体を挟む２つの容量電極（正極、及び負極）のうちの少なくとも一方の容量電極を意味する。
【００９９】
脳波計１の装着面４５には、測定電極４８を挟んでシールド部材２００が配置されている。また、脳波計１には、複数のシールド部材２００が有する静電容量２０１のそれぞれを並列接続する配線（図示せず）が２本配されており、外側面４４及び装着面４５に連続して配されている。例えば、静電容量２０１には、一つ当たり３５ｍＦの容量値の静電容量が利用され、１２並列で接続され、全体として４００ｍＦ以上となるように構成されている。
【０１００】
なお、図９においては、ヘッドフォン型の脳波計１を例示しているが、上述した脳波計１における複数の電極５１を覆うように外側面４４にシールド部材２００により覆われている構成は、図２Ｂに示すバンド型の脳波計１００１に適用されてもよい。
【０１０１】
また、図９では、シールド部材２００が装着部１５０を覆うように配置されているが、装着部１５０がシールド部材２００で構成されていてもよい。例えば、アーム１５１が静電容量２０１で構成されてもよい。
【０１０２】
図１０は、実施の形態に係る脳波計１が生体電位を測定する際の詳細な構成を示すブロック図である。なお、図１０には、図９の脳波計１の装着面４５に配置された複数の電極５１（図６に示す電極部１３）を配置し、脳波計１を頭部に装着した時の電気的接続の一例を示している。また、図１０では、電極部１３を構成する複数の電極５１のうち、測定電極として用いられる電極を測定電極４８、参照電極として用いられる電極を参照電極４９としている。なお、以下では、測定電極４８をＣｈ１と示し、参照電極４９をＲｅｆと示すこともある。
【０１０３】
また、図１０に示すように、測定電極４８には、バッファ９０ａが接続されている。同様に、参照電極４９には、バッファ９０ｂが接続されている。一般に、電極とオペアンプ回路（バッファ）とを組み合わせたものは、アクティブ電極と呼ばれる。
【０１０４】
図１０において、測定電極４８とバッファ９０ａとを組み合わせた構成を第１のアクティブ電極９５ａと呼び、参照電極４９とバッファ９０ｂとを組み合わせた構成を第２のアクティブ電極９５ｂと呼ぶ。アクティブ電極を用いると、電極の接触インピーダンス（すなわち、信号源のインピーダンス）が高い場合（例えば、１０Ｈｚで３０ｋΩ）においても、バッファの出力で信号線のインピーダンスを低い値（例えば、１ｋΩ）に変換することができる。
【０１０５】
測定電極４８及び参照電極４９で検出した電位は、図１０に示すように、それぞれ、バッファ９０ａ及び９０ｂで電圧をバッファリングし、生体電位増幅部１４に送られる。バッファ９０ａ及び９０ｂの入力インピーダンスは、１０Ｈｚにおいて５００ＭΩ以上のインピーダンスを有することが望ましい。さらに、バッファ９０ａ及び９０ｂの利得及び入力インピーダンスは等しいことが望ましい。
【０１０６】
なお、バッファ９０ａ及び９０ｂは、利得の絶対値が１以上のオペアンプ回路に置き換えられてもよい。この場合には、生体電位増幅部１４における生体電位の増幅は、オペアンプ回路に続いて、２段目の増幅となるため、バッファ９０ａ及び９０ｂの場合よりも入力換算ノイズの要件が緩和されるため、低消費電力のアンプを用いることができる。
【０１０７】
図１０の生体電位増幅部１４は、図６の生体アンプ７４において測定電極４８の電位と参照電極４９の電位との差をとり、電位差（電圧）を増幅（差動増幅）する。生体アンプ７４の利得は、例えば１２００倍である。また、生体アンプ７４の同相弁別比（Ｃｏｍｍｏｎ−Ｍｏｄｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ／ＣＭＲＲ）は、例えば１００ｄＢあることが望ましい。増幅された電圧は、低域通過フィルタ（図示せず）でフィルタリングされ、Ａ／Ｄコンバータ７５により所定の解像度（例えば、１２ビット）及びサンプリング周波数（例えば、１ｋＨｚ）でデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたデータ（デジタルデータ）は、生体電位出力部１５へ出力される。
【０１０８】
なお、脳波計１は、測定電極４８と生体電位増幅部１４との間、及び、参照電極４９と生体電位増幅部１４との間の経路にバッファ９０ａ及び９０ｂを設置しない構成であってもよい。その場合は、生体電位増幅部１４の入力インピーダンスが５００ＭΩ（周波数１０Ｈｚでの値）以上であることが望ましい。
【０１０９】
第１のアクティブ電極９５ａ及び第２のアクティブ電極９５ｂの出力端子は、生体電位増幅部１４のＣｈ１用端子及びＲｅｆ用端子のそれぞれに接続される。生体電位増幅部１４において、Ｃｈ１の生体電位はＲｅｆの生体電位との差を取った後に増幅（差動増幅）される。増幅された生体電位は、低域通過フィルタ（図示せず）でフィルタリングされ、Ａ／Ｄコンバータ７５によりデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号のデータ（デジタルデータ）は、生体電位出力部１５へ出力される。
【０１１０】
また、本実施の形態においては、測定電極４８及びバッファ９０ａと、参照電極４９及びバッファ９０ｂとは、シールド部材２００により覆われている。
【０１１１】
図１１は、実施の形態に係る脳波計１が備える複数の静電容量２０１の回路構成を説明するためのブロック図である。
【０１１２】
図１１に示すように、シールド部材２００は、複数の静電容量２０１で構成されている。図１１には、シールド部材２００の一例として、１６個の静電容量２０１が図示されている。
【０１１３】
複数の静電容量２０１のそれぞれの静電容量値は、例えば、５０ｍＦに設定されている。また、複数の静電容量２０１のそれぞれ及び電源部２２０は接地されており、同じ接地電位を有する。
【０１１４】
バッテリ８１と電源部２２０とを接続する配線には、シールド部材２００が有する複数の静電容量２０１が接続されている。電源部２２０は、生体電位増幅部１４、生体電位出力部１５等の負荷回路へ、当該負荷回路が駆動するのに必要な電源電圧を発生し、当該電源電圧を供給する。電源部２２０は、例えば、アクティブ電極（第１のアクティブ電極９５ａ及び／又は第２のアクティブ電極９５ｂ）、生体電位増幅部１４、及び生体電位出力部１５（図示していないレベル変換回路）には電源電圧１．８Ｖ（１．８Ｖ系の電源電圧）を供給する。また、電源部２２０は、生体電位出力部１５、及び図６の他の負荷回路に３．０Ｖ（３．０Ｖ系の電源電圧）を供給する。これにより、静電容量２０１は、平滑コンデンサとして機能する。つまり、静電容量２０１は、測定電極４８への外来ノイズの影響を抑制し、且つ、バッテリ８１の電圧、及び電源部２２０が負荷回路に供給する各種の電源電圧を平滑化する。
【０１１５】
静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４のオン（スイッチ：閉）とオフ（スイッチ：開）とを制御することにより、複数の静電容量２０１のそれぞれの静電容量値を変更する。
【０１１６】
［静電容量値の制御］
続いて、静電容量制御部２１０ａが実行する複数の静電容量２０１の静電容量値の変更の手順の一具体例の詳細について説明する。
【０１１７】
図１２は、実施の形態に係る脳波計１の動作状態と静電容量２０１の静電容量値との関係の一例を説明するための図である。図１３は、実施の形態に係る脳波計１の動作状態と静電容量２０１の静電容量値との、時間に応じた関係の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【０１１８】
脳波計１を装着したユーザ１０は、時刻ｔ＝ｔ０に脳波計１を起動して電源を立ち上げる。なお、時刻ｔ＝ｔ０の時刻は、脳波計１を装着した時間としてもよい。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計値を２００ｍＦとなるように変更する。例えば、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４にＬｏｗ（Ｌ）信号を出力し、スイッチＳ１〜Ｓ４をオフ状態とする。
【０１１９】
次に、脳波計１は、時刻ｔ＝ｔ１において、情報処理装置２とのペアリングを行い、情報処理装置２との通信を確立する。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を６００ｍＦとなるように変更する。例えば、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ３にＨｉｇｈ（Ｈ）信号を出力し、スイッチＳ１〜Ｓ３をオン状態とする。また、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ４にＬ信号を出力し、スイッチＳ４をオフ状態とする。
【０１２０】
もし、脳波計１は、すぐに生体電位の取得が行われない場合、時刻ｔ＝ｔ２以降において、待機状態となる。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を３００ｍＦとなるように変更する。例えば、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１にＨ信号を出力し、スイッチＳ１をオン状態とする。また、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ２〜Ｓ４にＬ信号を出力し、スイッチＳ２〜Ｓ４をオフ状態とする。
【０１２１】
次に、脳波計１は、時刻ｔ＝ｔ３において、通常モードでユーザ１０の生体電位を取得する。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を４００ｍＦとなるように変更する。例えば、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１、Ｓ２にＨ信号を出力し、スイッチＳ１、Ｓ２をオン状態とする。また、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ３、Ｓ４にＬ信号を出力し、スイッチＳ３、Ｓ４をオフ状態とする。
【０１２２】
もし、脳波計１は、ユーザ１０の生体電位の取得が終了した場合、時刻ｔ＝ｔ１１以降において、待機状態となる。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を３００ｍＦとなるように変更する。
【０１２３】
次に、脳波計１は、時刻ｔ＝ｔ１２において、高速モードでユーザ１０の生体電位を取得する。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を８００ｍＦとなるように変更する。例えば、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４にＨ信号を出力し、スイッチＳ１〜Ｓ４をオン状態とする。
【０１２４】
さらに、脳波計１は、時刻ｔ＝ｔ１３において、高速モードから通常モードでユーザ１０の生体電位を取得する設定に変更する。例えば、ユーザ１０から操作ボタン４１を通じて動作モードを変更するように指示を取得したとする。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を４００ｍＦとなるように変更する。
【０１２５】
次に、脳波計１は、時刻ｔ＝ｔ２１において、電源を立ち下げ（遮断）する。その際に、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御して、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を２００ｍＦとなるように変更する。例えば、静電容量制御部２１０ａは、スイッチＳ１〜Ｓ４にＬ信号を出力し、スイッチＳ１〜Ｓ４をオフ状態とする。
【０１２６】
このように、静電容量制御部２１０ａは、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を動作モードに応じて変更する。複数の静電容量２０１が搭載する容量値が大きすぎると、脳波計１の立ち上がり時間が長くなる懸念がある。また、例えば、電源立ち上り時、電源遮断時等の脳波計１の動作が不安定になる懸念がある。特に、電源遮断時に脳波計１の電源立下りシーケンスが正常に実施されず、次回以降に脳波計１の電源立ち上りが二度と行われない要因になり得る。そこで、静電容量制御部２１０ａは、動作モードに応じて複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を制御する。例えば、上述したように、静電容量制御部２１０ａは、高速モードでの動作時は複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を最大に設定し、瞬時的な電流供給能力を最大にする。
【０１２７】
図１４は、実施の形態に係る脳波計１の動作状態に応じて静電容量２０１の静電容量値を変更する制御を説明するためのフローチャートである。具体的には、図１４は、図１２及び図１３に示す静電容量制御部２１０ａが実行する複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０１２８】
まず、静電容量制御部２１０ａは、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を２００ｍＦとなるように、予め複数の静電容量２０１（具体的には、スイッチＳ１〜Ｓ４）を制御しておく（ステップＳ１０１）。上述したように、静電容量制御部２１０ａは、脳波計１の電源遮断（電源立ち下げ）時に、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計を２００ｍＦと設定されるように、複数の静電容量２０１を制御しておく。
【０１２９】
ユーザ１０は、脳波計１の電源（例えば、図２Ａに示す操作ボタン４１に含まれる脳波計１を立ち上げるため、及び、立ち下げるための電源スイッチ、電源ボタン等）をオンにして、脳波計１を立ち上げる（ステップＳ１０２）。
【０１３０】
次に、静電容量制御部２１０ａは、電源部２２０が負荷回路に供給する電源電圧（３．０Ｖ系の電源電圧）が２．８Ｖ以上で供給されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、静電容量制御部２１０ａは、電源部２２０が送信回路７９に供給する３．０Ｖ系の電源電圧が２．８Ｖ以上で供給されているか否かを判定する。ステップＳ１０３において、静電容量制御部２１０ａは、電源部２２０が負荷回路に３．０Ｖ系の電源電圧を２．８Ｖ以上を供給していないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、脳波計１がまだ立ち上がっていないと判断してステップＳ１０３の判定を繰り返す。
【０１３１】
一方、ステップＳ１０３において、静電容量制御部２１０ａは、脳波計１の３．０Ｖ系の電源電圧が２．８Ｖ以上が供給されていると判定した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計が６００ｍＦと設定されるように、複数の静電容量２０１を制御する。
【０１３２】
次に、脳波計１は、情報処理装置２とペアリングを行う（ステップＳ１０５）。
【０１３３】
次に、脳波計１は、情報処理装置２とのペアリングが完了したか否かの判定を行う（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、脳波計１は、情報処理装置２とのペアリングが完了していないと判定した場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０６の判定を繰り返す。
【０１３４】
一方、ステップＳ１０６において、脳波計１は、情報処理装置２とのペアリングが完了したと判定した場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）通常モードで動作するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。具体的には、ステップＳ１０７において、脳波計１は、生体電位を情報処理装置２へ通常の通信速度で出力する通常モードで動作するか否かを判定する。通常モードで動作するか否かの判定は、任意に定められていてもよい。例えば、動作モードの設定は、ユーザ１０が操作ボタン４１を操作することにより、任意に決定されてもよい。また、動作モードの設定は、生体電位の測定に使用される電極５１の数で決定されてもよい。例えば、脳波計１は、生体電位を測定するために使用される電極５１の個数が５以上の場合には高速モードで動作し、５未満の場合には通常モードで動作してもよい。
【０１３５】
静電容量制御部２１０ａは、脳波計１が通常モードで動作すると判定した場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計が４００ｍＦと設定されるように、複数の静電容量２０１を制御する（ステップＳ１０８）。
【０１３６】
次に、脳波計１は、ユーザ１０から生体電位を取得し、取得した生体電位を情報処理装置２へ出力する（ステップＳ１０９）。
【０１３７】
一方、脳波計１は、通常モードで動作しないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、高速モードで動作するか否を判定する（ステップＳ１１０）。
【０１３８】
静電容量制御部２１０ａは、脳波計１が高速モードで動作すると判定した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計が８００ｍＦと設定されるように、複数の静電容量２０１を制御する（ステップＳ１１１）。
【０１３９】
次に、脳波計１は、ユーザ１０から生体電位を取得し、取得した生体電位を情報処理装置２へ出力する（ステップＳ１１２）。
【０１４０】
一方、静電容量制御部２１０ａは、脳波計１が高速モードで動作しないと判定した場合（ステップＳ１１０でＮｏ）、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計が３００ｍＦと設定されるように、複数の静電容量２０１を制御する（ステップＳ１１３）。
【０１４１】
次に、脳波計１は、待機状態となる（ステップＳ１１４）。
【０１４２】
ステップＳ２０９、ステップＳ１１２、又は、ステップＳ１１４の次に、脳波計１は、電源がオフされたか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
【０１４３】
脳波計１は、電源がオフされていないと判定した場合（ステップＳ１１５でＮＯ）、ステップＳ１０７に戻り、ステップＳ１０７〜ステップＳ１１４の判定を繰り返す。
【０１４４】
一方、脳波計１によって電源がオフされたと判定された場合（ステップＳ１１５でＹＥＳ）、静電容量制御部２１０ａは、複数の静電容量２０１の静電容量値の合計が２００ｍＦと設定されるように、複数の静電容量２０１を制御する（ステップＳ１１６）。
【０１４５】
次に、脳波計１は、電源を立ち下げる（ステップＳ１１７）。
【０１４６】
図１５は、実施の形態に係る脳波計１及び比較例に係る脳波計の入力ノイズ（出力ノイズを生体アンプ７４の利得で除算した入力換算ノイズ）を示す図である。なお、図１５に示す実線が実施の形態に係る脳波計１の入力ノイズであり、破線が比較例に係る脳波計の入力ノイズである。また、比較例に係る脳波計は、実施の形態に係る脳波計１における複数の静電容量２０１（つまり、シールド部材２００）を備えない以外は、特徴的な機能構成は実施の形態に係る脳波計１と同様である。
【０１４７】
図１５に示すように、比較例に係る脳波計では、実施の形態に係る脳波計１よりも入力ノイズが大きいことが確認できる。一般的に、脳波計に入力される脳波の振幅は２０μＶｐｐであり、比較例に係る脳波計では、一部で２０μＶｐｐを超える入力ノイズが確認される。そのために、比較例に係る脳波計では、入力される外来ノイズによって生体電位を安定して検出できず、出力する生体電位を安定した信号品質にすることができない。
【０１４８】
一方、実施の形態に係る脳波計１では、２０μＶｐｐを超える入力ノイズが確認されない。そのために、実施の形態に係る脳波計１では、生体電位を安定して検出することができ、出力する生体電位を安定した信号品質にすることができる。
【０１４９】
［アプリケーション処理］
続いて、生体電位測定システム１００を用いて生体電位の測定を行う際のアプリケーション処理について説明する。図１６は、実施の形態に係る脳波計１の動作状態によって変更されるアプリケーション処理を説明するためのフローチャートである。
【０１５０】
図１６に示すように、アプリケーション処理部２６は、ステップＳ１２１からステップＳ１２９までの処理を行う。ステップＳ１２１からステップＳ１２９までの各ステップについては後に詳述する。アプリケーション処理部２６により処理された情報は、図５に示したように、表示情報出力部２７及び音響情報出力部２８を介して、図１７、図１８及び図１９に示すような画像が表示部３に表示される。
【０１５１】
図１７、図１８及び図１９は、実施の形態に係る脳波計１の動作状態に応じて表示部３が表示する画像の例を示す図である。
【０１５２】
図１７、図１８及び図１９に示される画像は、表示部３に表示される。表示部３に表示される画像には、測定情報表示部３ａと、生体電位波形表示部３ｂと、電極表示部３ｃと、モード表示部３ｄとが含まれる。
【０１５３】
測定情報表示部３ａには、測定電極４８及び参照電極４９における現在の測定状態が表示される。例えば、参照電極４９がユーザ１０の皮膚から完全に離れており生体電位の測定が行われていない場合には、図１７に示すように、「生体電位未測定」、「電極Ｒｅｆが接触していません」等と表示される。これにより、ユーザ１０の皮膚に参照電極４９が接触していないことを報知し、ユーザ１０に脳波計１を正常に装着するように促すことができる。
【０１５４】
生体電位波形表示部３ｂには、測定した生体電位が時系列に沿って表示される。これにより、ユーザ１０は、生体電位の変化を視覚的に認識することができる。
【０１５５】
また、電極表示部３ｃには、測定電極４８（Ｃｈ１）及び参照電極４９（Ｒｅｆ）のユーザ１０との接触状態が表示される。例えば、電極表示部３ｃには、脳波計１をユーザ１０の頭頂部から見た画像が表示される。電極表示部３ｃには、測定電極４８及び参照電極４９の接触状態がユーザ１０の体に対する測定電極４８及び参照電極４９の位置とともに表示される。これにより、ユーザ１０は、どの位置の電極がずれたかを視覚的に認識することができ、脳波計１を正常な位置に装着することができる。
【０１５６】
なお、図１８及び図１９に示すように、現在測定されている生体電位波形が生体電位波形表示部３ｂにて表示されることに加えて、生体電位が測定中の場合は、表示部３に表示される画像の測定電極４８及び参照電極４９に対応する位置が、色が付されて表示されてもよい。生体電位を測定していない場合は、図１７に示すように、電極表示部３ｃの参照電極４９を示す画像は、白抜き表示とされてもよい。なお、以下では、白抜き表示ではなく、色を付けて表示したり点滅表示させたりすることで、他の画像と区別することができる表示のことを「ハイライト表示」と記載する場合がある。
【０１５７】
図１９に示されるように、測定電極４８がユーザ１０の複数の位置に取り付けられている場合、取り付けられている測定電極４８の位置に応じて、例えば、各測定電極４８の位置が電極表示部３ｃの電極位置表示部３ｃ１〜３ｃ５に表示される。また、電極表示部３ｃには、各電極位置に対応したチャンネル（Ｃｈ１〜Ｃｈ５）が表示される。
【０１５８】
図１８及び図１９に示されるモード表示部３ｄには、脳波計１が実行している動作モードが表示される。例えば、脳波計１が通常モードとして動作している場合には、モード表示部３ｄには、「通常モード」と表示される。また、例えば、脳波計１が高速モードとして動作している場合には、モード表示部３ｄには、「高速モード」と表示される。
【０１５９】
続いて、アプリケーション処理部２６で行われるアプリケーション処理の各ステップについて、図１７〜図１９に示す表示部３に表示される画像を参照しながら説明する。
【０１６０】
まず、アプリケーション処理部２６は、生体電位処理部２３の出力結果に基づいて、生体電位を測定している状態かどうかを判断する（ステップＳ１２１）。アプリケーション処理部２６が当該判断を実行するために、例えば、脳波計１は、各電極とユーザ１０との接触インピーダンスを測定するための図示しない接触インピーダンス測定器を備えてもよい。この場合に、アプリケーション処理部２６は、当該接触インピーダンス測定器から出力される、測定電極４８と参照電極４９とがユーザ１０の皮膚に接触しているかどうかの判定結果に基づき、電極部１３が生体電位を測定している状態かどうかを判断する。
【０１６１】
アプリケーション処理部２６は、測定電極４８及び参照電極４９が生体電位を測定していると判定した場合（ステップＳ１２１でＹＥＳ）、表示情報出力部２７を介して、例えば、図１８に示すように、「生体電位測定中」というメッセージを表示部３に表示させる（ステップＳ１２２）。表示部３の測定情報表示部３ａには、「生体電位測定中」と表示される。
【０１６２】
一方、アプリケーション処理部２６は、測定電極４８及び参照電極４９が生体電位を測定していないと判定した場合（ステップＳ１２１でＮＯ）、表示情報出力部２７を介して、例えば、「生体電位未測定」というメッセージを表示部３に表示させる（ステップＳ１２３）。表示部３の測定情報表示部３ａには、図１７に示すように、「生体電位未測定」と表示される。例えば、ユーザ１０の皮膚に参照電極４９（Ｒｅｆ）が接触していない場合には、図１７に示すように、「電極Ｒｅｆが接触していません」と測定情報表示部３ａに表示され、処理が終了する。
【０１６３】
ステップＳ１２２の次に、表示情報出力部２７は、測定に使用されている電極を検出する（ステップＳ１２４）。
【０１６４】
次に、表示情報出力部２７は、生体電位の測定に使用されている電極を表す画像を表示部３にハイライト表示させる（ステップＳ１２５）。例えば、表示情報出力部２７は、測定電極４８（Ｃｈ１）及び参照電極４９（Ｒｅｆ）を測定に使用されている電極として検出した場合、測定電極４８（Ｃｈ１）及び参照電極４９（Ｒｅｆ）を電極表示部３ｃにハイライト表示させる。例えば、図１８に示すように、表示部３は、測定電極４８及び参照電極４９を電極表示部３ｃに電極の絵で表示する。
【０１６５】
次に、表示情報出力部２７は、生体電位の測定に使用されている電極の数を算出する。一例としては、表示情報出力部２７は、測定に使用されている電極の数が５個以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。なお、図１６に示すフローチャートにおいては、動作モードは、生体電位の測定に使用される電極の数で決定されるものとする。
【０１６６】
表示情報出力部２７は、生体電位の測定に使用されている電極の数が５個以上であると判定した場合（ステップＳ１２６でＹＥＳ）、図１９に示すように、モード表示部３ｄに「高速モード」と表示させる（ステップＳ１２７）。
【０１６７】
一方、表示情報出力部２７は、生体電位の測定に使用されている電極の数が５個未満であると判定した場合（ステップＳ１２６でＮＯ）、図１９に示すように、モード表示部３ｄに「通常モード」と表示させる（ステップＳ１２８）。
【０１６８】
ステップＳ１２７又はステップＳ１２８の次に、表示情報出力部２７は、各電極で測定された生体電位の信号波形を生体電位波形表示部３ｂに表示させる（ステップＳ１２９）。例えば、電極が一つの場合には図１８に示すように１つの信号波形が生体電位波形表示部３ｂに表示され、電極が複数の場合には図１９に示すように複数の信号波形が生体電位波形表示部３ｂに表示される。なお、図１９においては、測定電極４８の数に対応した５個の生体信号波形が生体電位波形表示部３ｂに表示されるが、簡略化して図示している。
【０１６９】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂは、生体電位を測定するための生体電位測定装置である。生体電位測定装置１ｂは、生体に接触する測定電極４８と、測定電極４８で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部１４と、生体電位増幅部１４で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部１５とを備える。生体電位測定装置１ｂは、さらに、生体電位増幅部１４及び生体電位出力部１５の少なくとも一方に電力を供給する電源部２２０と、測定電極４８の周囲をシールド部材２００として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量２０１とを備える。また、電源部２２０の接地電位は、静電容量２０１の接地電位と電気的に接続される。
【０１７０】
このような構成によれば、静電容量２０１が静電シールドとなり、測定電極４８に影響を与える外来ノイズを抑制することができる。これにより、測定電極４８で検出される生体電位は、安定化されやすい。そのため、生体電位測定装置１ｂによれば、安定した信号品質の生体電位測定を行うことができる。
【０１７１】
また、静電容量２０１をシールドとして採用することで、バッテリ８１以外で放電電流の確保を行うことができる。これにより、生体電位測定装置１ｂの動作の安定性は向上される。そのため、生体電位測定装置１ｂによれば、安定した信号品質の生体電位測定を行うことができる。
【０１７２】
また、生体電位測定装置１ｂは、さらに、複数の静電容量２０１と、生体電位出力部１５の動作モードに応じて、複数の静電容量２０１の容量値の合計を変更する静電容量制御部２１０ａと、を備えてもよい。
【０１７３】
生体電位測定装置１ｂに搭載される静電容量２０１の容量値が大きすぎると、立ち上がり時間が長くなり、また、立ち上げ時に電源遮断時等の動作が不安定になる懸念がある。生体電位測定装置１ｂに搭載される静電容量２０１の静電容量値の合計を適宜調整することで、立ち上がり時間が長くなりにくく、且つ、立ち上り、電源遮断時等の動作が安定しやすくなる。
【０１７４】
例えば、静電容量制御部２１０ａは、複数の静電容量２０１の容量値の合計を、電源部２２０の電源オン時と、電源部２２０の電源オフ時とに変更してもよい。
【０１７５】
また、例えば、静電容量制御部２１０ａは、生体電位出力部１５が生体電位を出力する場合に、複数の静電容量２０１の容量値の合計を変更してもよい。
【０１７６】
これらのように、生体電位測定装置１ｂに搭載される静電容量２０１の容量値の合計を適宜調整することで、立ち上がり時間が長くなりにくく、バッテリ８１の立ち上り、電源遮断時等の動作が安定しやすくなる。
【０１７７】
また、本実施の形態に係る静電容量制御部２１０ａは、測定電極４８で生体電位を検出し、検出した当該生体電位を生体電位出力部１５に出力させる通常モードと、高速モードとを切り替えるモード制御をしてもよい。高速モードでは、静電容量制御部２１０ａは、測定電極４８で生体電位を検出し、検出した当該生体電位を、単位時間あたりに出力する当該生体電位のデータ量を通常モードよりも多く生体電位出力部１５に出力させる。また、モード制御では、静電容量制御部２１０ａは、高速モードの方が通常モードよりも複数の静電容量２０１の容量値の合計を高くする制御をしてもよい。
【０１７８】
例えば、静電容量制御部２１０ａは、高速モードでの動作時は複数の静電容量の容量値の合計を最大に設定し、電流供給能力を最大にする。これにより、静電容量２０１の容量値の合計を適宜調整することで、生体電位測定装置１ｂは、通信動作が速く、且つ、安定しやすくなる。
【０１７９】
また、本実施の形態に係る静電容量２０１は、電気二重層容量でもよい。
【０１８０】
これにより、生体電位測定装置１ｂの軽量化が可能となる。
【０１８１】
本実施の形態に係る静電容量制御装置２１０は、生体電位を測定するための生体電位測定装置１ｂが備える複数の静電容量２０１を制御する静電容量制御装置である。生体電位測定装置１ｂは、生体に接触される測定電極４８と、測定電極４８で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部１４と、生体電位増幅部１４で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部１５と、を備える。また、生体電位測定装置１ｂは、測定電極４８の周囲をシールド部材２００として覆う配線が接続される容量電極を有する複数の静電容量２０１と、静電容量２０１から電力の供給を受ける電源部２２０とを備える。静電容量制御装置２１０は、電源部２２０の接地電位が静電容量２０１の接地電位と電気的に接続された生体電位測定装置１ｂにおける、複数の静電容量２０１の容量値の合計を変更する静電容量制御部２１０ａを備える。
【０１８２】
これにより、生体電位測定装置１ｂに搭載される静電容量２０１の静電容量値の合計を適宜調整することで、立ち上がり時間が長くなりにくく、且つ、立ち上り時、電源遮断時等の動作が安定しやすくなる。
【０１８３】
本実施の形態に係る脳波計１は、生体電位測定装置１ｂと、生体電位を測定される生体の頭部に装着される装着部１５０と、を備える。測定電極４８は、生体の生体電位を測定する場合に、当該生体の頭部に接触されるように、装着部１５０に配置される。
【０１８４】
図１５に示すように、実施の形態に係る脳波計１によれば、入力される外来ノイズを一般的な脳波の振幅以下に抑えることができる。つまり、実施の形態に係る生体電位測定装置１ｂは、脳波を測定するための脳波計１に好適である。
【０１８５】
例えば、本実施の形態に係る脳波計１が備える静電容量２０１は、装着部１５０を覆うように配置されてもよい。
【０１８６】
また、例えば、本実施の形態に係る脳波計１の装着部１５０は、静電容量２０１で構成されてもよい。
【０１８７】
これにより、静電容量２０１は、脳波計１が備える各回路、電極５１への外来ノイズを防ぐシールドとして機能する。そのため、脳波計１によれば、安定した信号品質の生体電位測定を行うことができる。
【０１８８】
また、本実施の形態に係る静電容量制御方法は、生体電位を測定する生体電位測定装置１ｂが備える複数の静電容量２０１の静電容量制御方法である。生体電位測定装置１ｂは、生体に接触される測定電極４８と、測定電極４８で検出された生体電位を増幅する生体電位増幅部１４と、生体電位増幅部１４で増幅された生体電位を出力する生体電位出力部１５と、を備える。また、生体電位測定装置１ｂは、測定電極４８の周囲をシールド部材２００として覆う配線が接続される容量電極を有する静電容量２０１と、静電容量２０１から電力の供給を受ける電源部２２０とを備える。電源部２２０の接地電位は、前記静電容量の接地電位と電気的に接続されている。静電容量制御方法は、電源部２２０がオン状態であるかオフ状態であるかを判断する判断ステップと、判断ステップで判断された状態に応じて、複数の静電容量２０１の容量値の合計を変更する制御ステップと、を含む。
【０１８９】
これにより、生体電位測定装置１ｂに搭載される静電容量２０１の静電容量値の合計を適宜調整することで、立ち上がり時間が長くなりにくく、且つ、立ち上り時、電源遮断時等の動作が安定しやすくなる。
【０１９０】
また、本実施の形態に係る静電容量制御方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現されてもよい。また、そのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体として実現されてもよい。また、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現されてもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信されてもよい。
【０１９１】
これにより、静電容量制御方法は、簡便に安定した信号品質の生体電位測定を行うことができるプログラムとしてコンピュータが実行できる。
【０１９２】
（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態に係る生体電位測定装置、静電容量制御装置、脳波計、静電容量制御方法及びプログラムについて説明したが、本開示は、上述した実施の形態に限定されるものではない。
【０１９３】
例えば、上記実施の形態では、本開示の一態様として、生体電位測定装置、静電容量制御装置及び静電容量制御方法について説明したが、本開示は、上述した方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであるとしてもよい。また、本開示は、上記コンピュータのプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１９４】
さらに、本開示は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１９５】
また、本開示は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とする通信ネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１９６】
また、本開示における無線通信の規格は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）、ＡＮＴ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等、又は独自の通信規格であってもよい。
【０１９７】
また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
【０１９８】
また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、又は上記プログラム又は上記デジタル信号を、上記通信ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１９９】
また、例えば、上述した実施の形態では、測定する生体電位として、脳波を想定しているが、測定する生体電位は、脳波に限らず、心電、筋電、又は眼電であってもよいし、他の生体情報であってもよい。この場合、生体電位を測定する装置の形状は、上述したように、ヘッドフォン型及びバンド型に限らず、装着する位置に合わせて他の形状であってもよい。
【０２００】
また、電極は、アンプを備えたアクティブ電極であってもよいし、さらに、生体信号をデジタル値に変換することができるデジタルアクティブ電極であってもよい。
【０２０１】
また、測定電極及び参照電極は、少なくとも１つあればよく、複数であってもよい。
【０２０２】
また、脳波計と情報処理装置とは有線で通信可能に接続されていてもよいし、無線で通信可能に接続されていてもよい。また、情報処理装置と表示部とは有線で通信可能に接続されていてもよいし、無線で通信可能に接続されていてもよい。
【０２０３】
また、上述した実施の形態におけるステップは、変更又は省略してもよい。また、ステップの順序は入れ替えてもよい。また、複数のステップの処理が平行して実行されてもよい。
【０２０４】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【符号の説明】
【０２０５】
１、１００１  脳波計
１ａ  操作入力装置
１ｂ  生体電位測定装置
２  情報処理装置
３  表示部
３ａ  測定情報表示部
３ｂ  生体電位波形表示部
３ｃ  電極表示部
３ｃ１、３ｃ２、３ｃ３、３ｃ４、３ｃ５  電極位置表示部
３ｄ  モード表示部
１０  ユーザ
１１  操作入力部
１２  操作信号出力部
１３  電極部
１４  生体電位増幅部
１５  生体電位出力部
２１  操作信号取得部
２２  生体電位取得部
２３  生体電位処理部
２６  アプリケーション処理部（アプリ処理部）
２７  表示情報出力部
２８  音響情報出力部
４１  操作ボタン
４３  操作面
４４  外側面
４５  装着面
４６  耳当て
４７  表示装置
４８  測定電極
４９  参照電極
５１  電極（生体電位測定用電極）
６８、８０  アンテナ
７１  操作ボタン群
７２  制御信号変換回路
７３ｃ  アース電極
７４  生体アンプ
７５  Ａ／Ｄコンバータ
７８、１０８  信号処理ユニット
７９  送信回路
８１  バッテリ
８２  受信回路
８４  画像制御回路
８５  表示情報出力回路
８６  音響制御回路
８７  音響情報出力回路
８８  電源
９０ａ、９０ｂ  バッファ
９５ａ  第１のアクティブ電極
９５ｂ  第２のアクティブ電極
１００  生体電位測定システム
１０１、１１１、２１１  ＣＰＵ
１０２、１１２、２１２  ＲＡＭ
１０３、１１３、２１３  プログラム
１０４、１１４、２１４  ＲＯＭ
１０５、１１５  バス
１５０  装着部
１５１  アーム
２００  シールド部材
２０１  静電容量
２１０  静電容量制御装置
２１０ａ  静電容量制御部
２２０  電源部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  スイッチ
【図１】
2019003653.tif 000003
【図２Ａ】
2019003653.tif 000004
【図２Ｂ】
2019003653.tif 000005
【図３Ａ】
2019003653.tif 000006
【図３Ｂ】
2019003653.tif 000007
【図３Ｃ】
2019003653.tif 000008
【図３Ｄ】
2019003653.tif 000009
【図３Ｅ】
2019003653.tif 000010
【図４】
2019003653.tif 000011
【図５】
2019003653.tif 000012
【図６】
2019003653.tif 000013
【図７】
2019003653.tif 000014
【図８】
2019003653.tif 000015
【図９】
2019003653.tif 000016
【図１０】
2019003653.tif 000017
【図１１】
2019003653.tif 000018
【図１２】
2019003653.tif 000019
【図１３】
2019003653.tif 000020
【図１４】
2019003653.tif 000021
【図１５】
2019003653.tif 000022
【図１６】
2019003653.tif 000023
【図１７】
2019003653.tif 000024
【図１８】
2019003653.tif 000025
【図１９】
2019003653.tif 000026
【国際調査報告】
2019003653.tif 000027
2019003653.tif 000028
2019003653.tif 000029
2019003653.tif 000030