(57)【要約】【課題】簡易な構成で生体信号の測定系統と電源系統とを電気的に絶縁することを可能とし、また充電時間を大幅に短縮して利便性を向上させる。【解決手段】人体が発する微少な電気信号である生体信号を人体に接触させた電極で検出するように構成された生体信号測定回路に電力を供給するための電源回路であって、前記電力を蓄積するための容量素子と、前記容量素子と当該容量素子に電力を供給するための外部電源との間に接続されている回路切替手段であって、当該容量素子と前記外部電源とを導通状態として前記容量素子への充電を可能とする第１の状態と、前記容量素子と前記生体信号測定回路とを導通状態として前記生体信号測定回路への電力供給を可能とする第２の状態との間を、前記外部電源と前記生体信号測定回路との間が電気的に接続される状態を経ることなく切り替えるように構成されている回路切替手段とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体が発する微少な電気信号である生体信号を人体に接触させた電極で検出するように構成された生体信号測定回路に電力を供給するための電源回路であって、
前記電力を蓄積するための容量素子と、
前記容量素子と当該容量素子に電力を供給するための外部電源との間に接続されている回路切替手段であって、当該容量素子と前記外部電源とを導通状態として前記容量素子への充電を可能とする第１の状態と、前記容量素子と前記生体信号測定回路とを導通状態として前記生体信号測定回路への電力供給を可能とする第２の状態との間を、前記外部電源と前記生体信号測定回路との間が電気的に接続される状態を経ることなく切り替えるように構成されている回路切替手段と、
を備えている電源回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電源回路であって、
前記回路切替手段は、常時前記第２の状態を保持しており、外部からの指令が与えられている期間だけ前記第１の状態となるように構成されている、電源回路。
【請求項３】
請求項２に記載の電源回路であって、
前記回路切替手段は、モメンタリー型の２回路２接点押ボタンスイッチである、電源回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電源回路であって、
前記容量素子は電気二重層キャパシタである、電源回路。
【請求項５】
請求項１に記載の電源回路であって、
前記回路切替手段の前記外部電源側に、比較器、分圧抵抗、電流検出抵抗、及び発光ダイオードを備える電流検出回路を設け、前記容量素子への充電が完了したことを、前記発光ダイオードの点灯または消灯で知らせるように構成されている、電源回路。
【請求項６】
請求項１に記載の電源回路であって、
前記回路切替手段の前記生体信号測定回路側に、比較器、分圧抵抗、基準電圧源、及びイネーブル端子付きの電圧レギュレータを備える電圧平滑化回路を設け、前記容量素子の端子間電圧が前記生体信号測定回路の最小動作電圧以下となった場合に、前記生体信号測定回路への電力供給を遮断して、前記容量素子の電荷減少を防止するように構成されている、電源回路。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の電源回路を備えている、生体信号測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体信号測定回路用電源回路、及び生体信号測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体から得られる電気信号である生体信号としては、心電（ＥＣＧ）、筋電（ＥＭＧ）、脳波（ＥＥＧ）がよく知られている。それらの電気信号は非常に微弱であり、通常は複数の電極を直接人体に接触させて測定が行われる。
【０００３】
医療検査を目的とした大がかりな測定装置は以前から存在するが、最近は測定装置の小型化や低消費電力化が進んできたために、電池駆動の小型携帯端末で簡便に生体信号を測定することも行われている。これらの小型携帯端末では、電源としては充電可能な二次電池、データ伝送手段としてはBluetooth（登録商標）等の無線伝送が主として用いられる。
【０００４】
前記の小型携帯端末の中には、心電・筋電・脳波等の電気信号計測に加えて、加速度や角速度等の人体の動きの計測、光や電波を用いた血管の動きや性質の計測、皮膚温度の計測等を行うものも存在するが、二次電池での駆動と無線でのデータ伝送という面では共通性が高い。
【０００５】
これらの生体情報に関する電気信号、すなわち生体信号を測定してデータ処理することにより、血圧、ストレス度合い、エネルギー消費量、睡眠時間等、より生活に密着した人体に関する有益な情報も得られており、さらには個人認証への応用もなされている。
【０００６】
このように用途が広い簡便な生体信号計測においては、常に身に付ける形式の小型携帯端末に加えて、固定型の小型端末の需要もある。このような固定型小型端末には、盗難や紛失防止、長寿命、保守不要等が期待される。生体信号の測定に関する技術情報として、例えば非特許文献１には、従来の一般的な心電計のハードウェア構成等が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】上田智章、「心電図に学ぶ！医療／ヘルスケア装置づくりの勘どころ」、インターフェース、ＣＱ出版株式会社、２０１３年１月、ｐ．１１４−１２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
固定型の小型端末では、通常電源はコンピュータ等の外部装置から供給され、データ伝送は無線ではなく有線で行う。具体的には、データ伝送と電源供給とを兼ねて、小型端末と外部装置との接続にはＵＳＢインターフェイスが使用されることが多い。非特許文献１にも示されているように、心電計自体は技術的に確立されている測定装置であるが、携帯端末、固定型小型端末として構成する上では解決すべき技術的問題も少なくない。
【０００９】
その一つは、生体信号の測定対象となる人の感電防止である。生体信号の測定のために人体に直接電極を接触させる必要がある装置では、測定対象となる人の感電防止のために、その測定回路が、電源供給側の外部装置から完全に電気的に絶縁されている必要がある。この電気的絶縁を実現するために、外部装置の電源回路から絶縁トランスを介して測定装置側に電力を供給する手段が利用されている。しかし、トランスで電力を伝送するためには一次側の直流電流を高周波数の交流電流に変換する必要があり、その過程で多くの誘導雑音を発生する。生体信号のような微弱な信号を扱う装置では電源回路にも超低雑音が求められるため、絶縁トランスを使用することは好ましいとはいえない。また絶縁トランスは高価な部品であり、前記した電力変換回路を要することもあって、装置のコスト低減を妨げる。
【００１０】
また、固定型の小型測定装置では、長期間にわたって保守の必要なく使用できることが求められる。しかし、測定装置の電源として一般的な二次電池を使用した場合、充電期間中には測定装置を使用することができない、二次電池の充電回数に制約がある、といった問題のため、長期間保守不要とすることは難しいという問題もある。
【００１１】
本発明は、上記の及び他の課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で測定系統と電源系統とを電気的に絶縁することを可能とし、また充電時間を大幅に短縮して利便性を向上させることができる生体信号測定回路用電源回路及び生体信号測定装置の提供を一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の及び他の目的を達成するための本発明の一態様は、人体が発する微少な電気信号である生体信号を人体に接触させた電極で検出するように構成された生体信号測定回路に電力を供給するための電源回路であって、前記電力を蓄積するための容量素子と、前記容量素子と当該容量素子に電力を供給するための外部電源との間に接続されている回路切替手段であって、当該容量素子と前記外部電源とを導通状態として前記容量素子への充電を可能とする第１の状態と、前記容量素子と前記生体信号測定回路とを導通状態として前記生体信号測定回路への電力供給を可能とする第２の状態との間を、前記外部電源と前記生体信号測定回路との間が電気的に接続される状態を経ることなく切り替えるように構成されている回路切替手段とを備えている電源回路である。
【００１３】
前記回路切替手段は、常時前記第２の状態を保持しており、外部からの指令が与えられている期間だけ前記第１の状態となるように構成することができる。
【００１４】
また、前記回路切替手段は、モメンタリー型の２回路２接点押ボタンスイッチとすることができる。
【００１５】
前記容量素子としては電気二重層キャパシタを用いることができる。
【００１６】
さらに、前記回路切替手段の前記外部電源側に、比較器、分圧抵抗、電流検出抵抗、及び発光ダイオードを備える電流検出回路を設け、前記容量素子への充電が完了したことを、前記発光ダイオードの点灯または消灯で知らせるように構成してもよい。
【００１７】
また、前記回路切替手段の前記生体信号測定回路側に、比較器、分圧抵抗、基準電圧源、及びイネーブル端子付きの電圧レギュレータを備える電圧平滑化回路を設け、前記容量素子の端子間電圧が前記生体信号測定回路の最小動作電圧以下となった場合に、前記生体信号測定回路への電力供給を遮断して、前記容量素子の電荷減少を防止するように構成してもよい。
【００１８】
本発明の他の態様は、前記した構成を有する電源回路を備えている生体信号測定装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易な構成で測定系統と電源系統とを電気的に絶縁することを可能とし、また充電時間を大幅に短縮して利便性を向上させることができる電源回路、及び生体信号測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る心電波形測定装置１の概略ブロック図である。
【図２】図２は、心電波形の第１誘導について説明する図である。
【図３】図３は、電極３０の構成例を示す模式図である。
【図４】図４は、本実施形態の電源回路１０の一例を示す模式的回路図である。
【図５】図５は、図４の電源回路１０の外部電源側の変形例を示す図である。
【図６】図６は、図５の電源回路１０の変形例を示す図である。
【図７】図７は、図４の電源回路１０の測定回路側の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明につき、その一実施形態に即して図面を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態による心電波形測定装置の概略構成例を模式的に示している。本発明は、心電、筋電、脳波等の様々な生体信号を測定する回路に応用することができるが、実施形態としては心電波形測定装置１に応用した場合について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の心電波形測定装置１は、電源回路１０、心電波形測定回路２０、及び電極３０を備えている。電源回路１０は大容量の容量素子、例えば電気二重層キャパシタを備え、導線Ｔ１，Ｔ２を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部の情報処理装置の電源部、あるいは独立した外部電源装置から充電可能に構成されている。また電源回路１０の容量素子は、導線Ｔ３，Ｔ４を介して心電波形測定回路２０に電力を供給することができる。電源回路１０の構成例については後述する。
【００２３】
心電波形測定回路２０は、電極３０から受信する微弱な心電信号について、増幅、波形整形、ノイズ除去、アナログ・デジタル変換（ＡＤ変換）等の処理を行い、心電デジタル信号として導線Ｔ６，Ｔ７を介してＰＣ等の情報処理装置に送出する機能を備える。なお、心電波形測定回路２０と外部情報処理装置との間の導線Ｔ６，Ｔ７にはフォトカプラ等の電気的絶縁のための回路デバイスを設けることが、心電波形測定回路２０による測定対象である人体の安全上好ましい。心電デジタル信号は、ＵＳＢ、ＵＡＲＴ、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ等、各種の信号方式で伝達することができる。なお、心電波形測定回路２０から心電デジタル信号をBluetooth等の無線通信で外部情報処理装置に送信することも可能である。心電波形測定回路２０の具体的な構成例については、非特許文献１等の公知の技術文献に種々開示されているので、ここでは説明を省略する。
【００２４】
電極３０は、測定対象である人体に接触させて心電信号をピックアップするための導電部材であって、少なくとも一対の電極を、心臓を隔てるような位置に設置して、電極間の電圧変化として心電信号を検出する。
【００２５】
図２に、心電波形の測定例の説明図を示している。左右の手または手首に１対の電極Ｒ，Ｌを配置して心電信号を測定する方法が、簡易測定方法としてよく利用される。このような測定方法で得られる心電信号は、第１誘導と呼ばれる。
【００２６】
医療機関での本格的な心電信号取得では、１３個の電極を体表面に配置する１２誘導法といわれる方法が利用される。この場合、通常は心臓から最も遠い右足首に接地電極が付けられる。接地電極を用いることで、商用電源に由来して体全体に誘導される５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流雑音を大幅に低減することができ、測定精度の向上に寄与する。
【００２７】
しかしながら、両手を用いた第１誘導測定においては、両手以外の場所に接地電極を付けるのが理想ではあるが、実用上は指または手首以外に接地電極を設けることは困難である。
【００２８】
そこで、本実施形態では、図１に示している３つの電極３０について、一方の手は指１本で１つの電極３０（Ｌ）に接触し、他方の手では指２本を用いて残り２つの電極３０（Ｒ），３０（Ｅ）に接触するものとし、そのうちの１つの電極３０（Ｅ）は接地電極とするように構成した。このように構成することで、近接した接地電極により心電信号が減衰するという悪影響よりも接地電極追加による雑音の減少効果の方が上回り、結果としてより良好な心電信号が得られることが確認された。
【００２９】
図３に具体的な電極３０の配置例を示している。図３では、左手人差し指が電極１に、右手人差し指が電極２に、右手中指が接地電極に触れられるように、図１に示す３つの電極３０を配置している。この場合、第１誘導の心電信号を検出するために、図３の電極１と電極２とは、図２に示すように電極１と電極２が心臓を隔てて配置されることとなるように、それぞれ左右の異なる手の指で接触するようにしている。電極１と電極２とを異なる手で触れてさえいれば、触れる手を入れ替えても差し支えない。３つの電極３０は、一つの電極ユニットとしてモジュール化してもよいし、図１の心電波形測定回路２０が設けられる他の装置、例えば心電波形を個人認証に用いる端末装置等の適宜の位置に利用者の利便性等を考慮して配置するようにしてもよい。
【００３０】
なお、上記の電極３０の構成例では接地電極を設けたが、これに代えて、Driven Right Leg（ＤＲＬ）電極と呼ばれる電極を用い、第３の電極にアクティブに信号を印加してノイズをキャンセルする方法もある。この場合、第３の指で接地電極ではなくこのＤＲＬ電極に触れる構成とする。
【００３１】
次に、図１の電源回路１０について説明する。本実施形態の電源回路１０では、容量素子として、容量１０ｍＦ以上の大容量電気二重層キャパシタを採用し、モメンタリー型のＤＰＤＴ押ボタンスイッチを用いて、外部電源から当該キャパシタに急速充電させ、そこに蓄えられた電荷を緩やかに放電させることで心電波形測定回路２０に必要な電力を供給する構成とした。スイッチとしてＤＰＤＴ形式を採用したのは、外部電源とキャパシタ間の電源線だけでなく接地線も一括して切り替えるためである。
【００３２】
モメンタリー型のＤＰＤＴ押ボタンスイッチを用いることで、当該スイッチを押している間だけキャパシタが急速充電され、かつ電源線と接地線の両方ともに、外部電源と心電波形測定回路２０とを電気的に接続する状態となることはまったくない。すなわち心電波形測定回路２０は外部電源等の電源系統とは電気的に完全に絶縁されているから、心電波形測定回路２０の測定対象である人体もまた外部電源からは電気的に完全に絶縁され感電等の心配はない。また、キャパシタに蓄えられた電力を用いるので心電波形測定回路２０の電源としては超低雑音である。さらに、キャパシタは各種二次電池と異なって充電回数にほとんど制約がないのでほぼメンテナンスフリーとすることができる。
【００３３】
図４を参照すると、電源回路１０において、外部電源側と接続される導線Ｔ１（電源線），Ｔ２（接地線）と、心電波形測定回路２０側と接続される導線Ｔ３（電源線），Ｔ４（接地線）とは、それぞれ接点Ａ１，Ｂ１、Ａ２，Ｂ２で絶縁されており、各接点間は、互いに連動して動くスイッチＳＷ１とＳＷ２とを有する２回路２接点（以下「ＤＰＤＴ」と略記する）の押ボタンスイッチ（回路切替手段）によって開閉されるように構成されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は通常は接点Ｂ１とＢ２側に接続されており、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の共通端子Ｍ１，Ｍ２間に接続されている大容量のキャパシタであるＣ１の両端子を導線Ｔ３，Ｔ４に接続している（第２の状態）。そして押ボタンを押している間だけは、キャパシタＣ１の両端子が接点Ａ１とＡ２側に接続される（第１の状態）。このような動作をモメンタリー動作と呼び、モメンタリー動作を実現するスイッチは市場で容易に入手可能である。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の作用により、接点Ａ１とＢ１、または接点Ａ２とＢ２が接触することは動作途中においても一切ない。
【００３４】
前記のように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の共通端子Ｍ１，Ｍ２間には大容量のキャパシタであるＣ１が接続されている。キャパシタＣ１としては大容量が求められるため、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタを用いるのが好適であるがそれらに制約されることはない。
【００３５】
次に、図４の回路の変形例について説明する。この変形例では、図５に示すように、キャパシタＣ１に十分な電荷が充電されたことを検知するための回路を付加している。大容量キャパシタＣ１にはある程度の値の内部抵抗が存在するために充電電流が制限され、通常は過熱等を引き起こすような過大な電流が電源系統側に流れることはない。しかし、キャパシタＣ１の内部抵抗の値が小さくてピークの充電電流が電源系統の許容電流値を超える場合には、キャパシタＣ１に直列に電流制限用の抵抗を付け加えることができる。
【００３６】
図５において、Ｕ１はレールツーレールで動作可能なコンパレータであり、その電源は電源側の導線Ｔ１，Ｔ２から供給される。Ｒ１は電流検出用の小さい値の抵抗（例えば１Ω）、Ｒ２とＲ３は分圧抵抗、Ｄ１は発光ダイオード、Ｒ４は発光ダイオードの電流制限抵抗である。図５ではＲ１で電圧降下後の電圧がコンパレータＵ１のプラス端子、Ｒ２とＲ３で分圧された電圧がコンパレータＵ１のマイナス端子、Ｄ１とＲ４の直列回路がＵ１の出力と導線Ｔ１間に接続される構成としている。これに対し、図６のように、Ｒ１で電圧降下後の電圧がコンパレータＵ１のマイナス端子に、Ｒ２とＲ３で分圧された電圧がコンパレータＵ１のプラス端子に、Ｄ１とＲ４の直列回路がコンパレータＵ１の出力と導線Ｔ２間に接続するように構成しても、図５と同等の構成が得られる。
【００３７】
ここで、図５に例示する回路の動作を説明する。ＳＷ１，ＳＷ２を操作するための押しボタンを押すと、スイッチＳＷ１，ＳＷ２によりキャパシタＣ１の正負両極ともに導線Ｔ１，Ｔ２を介して電源側に接続され、電流検出用抵抗Ｒ１を介してキャパシタＣ１に電流が流れこむ。この際の充電電流値はキャパシタＣ１の内部抵抗によって制限されているので通常は過大になることはないが、もし過大であるときは電流検出用抵抗Ｒ１の値を大きくすることで制限することができる。
【００３８】
コンパレータＵ１は、スイッチＳＷ１の接点Ａ１の電圧、すなわちキャパシタＣ１の端子電圧と、導線Ｔ１，Ｔ２間の抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧された電圧とを比較する。充電電流値が規定値以上であり、コンパレータＵ１のプラス端子の電位がマイナス端子の電位よりも低い場合、コンパレータＵ１の出力はＬｏｗであり、導線Ｔ１から抵抗Ｒ４を介して発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。キャパシタＣ１が十分充電された状態に近づくと、コンパレータＵ１のプラス端子の電位がマイナス端子の電位よりも高くなった場合、コンパレータＵ１の出力はＨｉｇｈとなり、発光ダイオードＤ１に電流が流れなくなって、発光ダイオードＤ１は点灯しないようになっている。
【００３９】
すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を動作させるための押しボタンを押した当初はキャパシタＣ１に蓄積されている電荷が少ないために大きな充電電流が流れ、発光ダイオードＤ１は前記のように点灯する。そして、キャパシタＣ１の充電が進むにつれて充電電流は減少していき、規定値以下になってコンパレータＵ１の出力がＨとなると発光ダイオードは消灯する。これにより、使用者は、発光ダイオードＤ１が消灯したことで充電が十分にできたので押しボタンを離してもよいということを適確に知ることができる。使用者が押しボタンを離すと、キャパシタＣ１の両端子はただちに測定回路側の接点Ｂ１，Ｂ２に接続されて測定をすることができるようになる。なお、図６の回路の動作については図５の場合とコンパレータＵ１の入力が反転しているのみで同様であるから説明を省略する。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオルタネート型として、いったん充電状態に切り替えた後、コンパレータＵ１からの充電完了を示す信号により測定回路側に復帰するように構成すれば、使用者は充電完了したか気にすることなく使用することができ利便性が向上する。
【００４０】
上記において、キャパシタＣ１の充電が十分にできたと判定するための電流値は、キャパシタＣ１の内部抵抗、ヒステリシス（充電を中断するとキャパシタＣ１の電圧が減少する現象）等の特性を勘案して、採用するキャパシタＣ１に応じて決定すればよい。
【００４１】
キャパシタＣ１の容量は、充電完了時の端子間電圧、心電波形測定回路２０の消費電流、最低動作電圧、所望の連続測定時間等に基づいて決定することができる。例えば、充電完了時の端子間電圧が４Ｖ、心電波形測定回路２０の消費電流が３ｍＡ、最低動作電圧が３．１Ｖ、所望の連続測定時間が５分であると仮定すれば、キャパシタＣ１の適切な容量は約１０００ｍＦとなる。なお、キャパシタＣ１の耐圧は、接続される外部電源の電源電圧の最大値をもとに決定することができる。キャパシタＣ１としては、所要の容量を備えた容量素子を一つ設けてもよいし、複数の容量素子を並列に設けてもよい。
【００４２】
次に、電源回路１０の心電波形測定回路２０側の回路構成例について説明する。図７に、図４の回路の心電波形測定回路２０側の変形例を示している。
【００４３】
本実施形態のように電力源としてキャパシタを用いた場合には、二次電池を用いた場合と比較して、出力電圧が大きく変動する。そのために、心電波形測定回路２０に対する電圧を安定化するとともに、この出力電圧がある一定電圧以下になった場合には心電波形測定回路２０へ流れる電流を遮断して、キャパシタの電荷が無駄に減少することを抑制するように構成することが好ましい。
【００４４】
上記の構成を実現するために、図７の変形例では、キャパシタＣ１の心電波形測定回路２０側において、導線Ｔ３，Ｔ４の間にコンパレータＵ２を設けている。コンパレータＵ２のマイナス端子には、基準電圧源が接続されている。基準電圧源としては、既知のバンドギャップレファレンス回路と呼ばれる約１．２Ｖの基準電圧が得られる回路が安定性の面から好適であるが、必ずしもそれに制約されることはなく、外付けとしてもかまわない。
【００４５】
抵抗Ｒ５とＲ６は導線Ｔ３，Ｔ４間に直列に接続された分圧抵抗であり、そこを流れる電流が十分に小さい値となるように、導線Ｔ３の電圧が回路の動作最低電圧となったときに抵抗Ｒ５，Ｒ６の中点電位が基準電圧と同一になるように各々の抵抗値を決定すればよい。抵抗Ｒ５とＲ６を流れる電流およびコンパレータＵ２の消費電流は、心電波形測定回路２０の消費電流と比較して無視できるほど小さい値である。
【００４６】
導線Ｔ３はイネーブル（ＥＮ）端子を有する電圧レギュレータＵ３の入力に接続されており、コンパレータＵ２の出力は電圧レギュレータＵ３のＥＮ端子に接続されている。電圧レギュレータＵ３の出力である導線Ｔ５と導線Ｔ４との間には、キャパシタＣ２が接続されている。キャパシタＣ２は、回路動作安定化のために付加されており、省略することができる場合もある。
【００４７】
次に、図７の回路の動作について説明する。図５、図６の発光ダイオードＤ１の点灯状態によりキャパシタＣ１が充電されたことが確認され、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を操作するための押ボタンが離されると、スイッチＳＷ１とＳＷ２が接点Ｂ１とＢ２側に接触する。この時点では、キャパシタＣ１の端子電圧は心電波形測定回路２０の動作に適した電圧よりも高いが、電圧レギュレータＵ３を介してその出力側の導線Ｔ５では適正な電圧になっている。心電波形測定回路２０には、導線Ｔ５を経由して心電波形測定回路２０に電流が供給される。
【００４８】
心電波形測定回路２０での電流消費により、キャパシタＣ１の端子電圧は徐々に減少していく。そして、その端子電圧が心電波形測定回路２０の最低動作電圧以下になると、コンパレータＵ２の出力電圧がＨからＬに変化し、電圧レギュレータＵ３の出力が遮断される。
【００４９】
それ以降は心電波形測定回路２０での電流消費はなくなるためキャパシタＣ１の電荷は保存され、キャパシタＣ１の電圧低下は非常に緩慢となる。またこの後キャパシタＣ１の電荷がかなりの程度保存されるため、次回使用時に押ボタンを押してスイッチＳＷ１，ＳＷ２によりキャパシタＣ１を充電状態としたときの充電時間は初回の充電時間に比べてはるかに短くすることができる。
【００５０】
なお、上記は電圧レギュレータＵ３のＥＮ端子が正論理の場合を説明したが、ＥＮ端子が負論理であれば、コンパレータＵ２のプラス端子入力とマイナス端子入力とを逆にするか、コンパレータＵ２と電圧レギュレータＵ３のＥＮ端子との間にインバータを追加すればよい。
【００５１】
以上説明した本実施形態の電源回路１０において、電源の供給元は他の情報処理装置等のであってもよいし、独立した電源装置であってもよい。また、本実施形態では接地側をマイナス電位、電源側をプラス電位としたが、逆であっても差し支えない。
【００５２】
また、本実施形態の分圧回路は抵抗Ｒ２とＲ３、または抵抗Ｒ５とＲ６で構成される抵抗分圧回路としたが、ダイオード、電流源回路その他、全体として同様な機能を実現するものであれば抵抗分圧以外の方式を用いてもかまわない。また、コンパレータＵ１、Ｕ２は、汎用のオペアンプＩＣまたはディスクリート回路として適宜構成することができる。
【００５３】
電圧レギュレータＵ３も、同等の機能を実現するのであればディスクリート回路で構成してもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をバネ復帰式のモメンタリー型ＤＰＤＴスイッチで構成したが、同じ機能を実現するのであればどのような原理、構造のスイッチを採用してもよい。
【００５５】
以上説明した本実施形態の電源回路１０、及びそれを備えた生体信号測定装置によれば、簡易な構成で測定系統と電源系統とを電気的に絶縁することを可能とし、また充電時間を大幅に短縮して利便性を向上させることができる。
【００５６】
次に、本実施形態の電源回路１０、心電波形測定回路２０の応用例を説明する。
（１）心電信号を用いて個人認証を行う場合
個人認証して使う対象となる厳密なセキュリティーが要求される装置、例えば金庫や重要装置の操作面に本発明の電源回路を備える心電波形測定装置をユニット化して配置することができる。認証精度を上げるために、パスワードや指紋認証等の他の認証方式を併用することもできる。パスワードは盗難の恐れがあり、指紋は悪意を持つ人によって複製される可能性がある等、どのような認証方法も完璧は期しがたいため、複数の方式を組み合わせて認証精度を上げることがよく行われる。本心電波形測定装置を用いたユニットを用いると容易に認証手段を増やすことができる。電極としては２個または３個とし、２個の場合には左手の指１本と右手の指１本で第１誘導を測定する。３個の電極の場合には、前記実施形態で説明したように、左右どちらかの手の別の指を３つめの電極に置くことができるようにし、それを接地またはＤＲＬ端子に接続するのが好適である。認証に要する時間は通常数秒から数十秒であり、通常は押ボタンを充電のために１回数秒間押したあとでの測定で十分である。もしさらに時間を要する場合にはあらためて押ボタンを押すことで測定時間を延長できる。
【００５７】
（２）心電信号を用いてストレスチェックを行う場合
心拍周期の微視的な変動（ＨＲＶ）と体のストレスとの相関が高く、ＨＲＶが小さいほどストレスが大きいと推定されることが知られている。企業等の組織は従業員のストレスを適切に管理することが求められているが、アンケート等の手段によりデータ収集する形式よりもストレス状態を表すと考えられる生体信号を直接物理的に測定することのメリットは大きい。このような場合に携帯型端末を貸し出すといった形態では、機器の紛失や取得したデータ等情報漏えいの恐れがあって管理が難しい。そこで、コピー機、社内自動販売機、給湯器やコーヒーサーバー等の汎用機器に心電波形測定装置を組み込んで多頻度で手軽にストレスチェックを行うことができれば組織の構成員のストレス管理が容易になり、組織全体としてのストレスも低下するようになる可能性が高い。このような用途には本装置を用いたユニットが好適に適用できる。電極数や測定時間延長に関しては（１）と同様に実現できる。
【００５８】
本発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されることはなく、他の変形例、応用例等も、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１  心電波形測定装置
１０  電源回路
２０  心電波形測定回路
３０  電極
Ｃ１，Ｃ２  キャパシタ
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
Ｄ１  発光ダイオード
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ
Ｕ１，Ｕ２  コンパレータ
Ｕ３  電圧レギュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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