(57)【要約】【課題】電極から測定器までの接続コードを無くして測定した生体電位情報を光を使用して測定器まで導き、複数の生体電位情報をＴＤＭＡ方式を用いて多重化し、多重化に不可欠な同期信号を簡単かつ確実に得られるようにすること。【解決手段】送信部３−１，３−２，…，３−ｎと受信部５とからなる光通信型生体電位測定システムで、送信部３−１，３−２，…，３−ｎと受信部５には同期信号形成回路が設けられている。同期信号形成回路は、交流電源で点灯する蛍光放電灯の光を光センサー７１で電気信号に変換し、当該電気信号の強度に応じた信号強度データを比較信号形成回路７３で得て、当該電気信号と信号強度データとからヒステリシスコンパレータ７４で所定幅のパルスを得て、当該電気信号の変化を基に微分回路７５とゼロクロス検出回路７６で所定のタイミングパルスを得て、両パルスから論理積回路７７で一定タイミングの同期信号を形成するものである。【選択図】        図６
2004241878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体電位情報を取込み所定の処理を行った後、当該処理後の生体電位データを時分割多重通信方式で通信光にして送信する送信部と、複数の送信部からの通信光を時分割多重通信方式で受信し各チャンネルに分離できる受信部とを備えた光通信型生体電位測定システムであって、
前記各送信部及び受信部は、
当該システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換し、当該電気信号の強度に応じた信号強度データと当該電気信号とで所定幅のパルスを得るとともに、当該電気信号の変化を基に所定のタイミングパルスを得て、前記両パルスから一定タイミングの同期信号を形成する同期信号形成回路を備えたことを特徴とする光通信型生体電位測定システム。
【請求項２】
前記同期信号形成回路は、
交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換する雑音・電気変換手段と、
前記雑音・電気変換手段の電気信号から特定信号を取り出すフィルタと、
前記フィルターから取り出された特定信号の強度に応じた信号強度データを形成する比較信号形成回路と、
前記フィルターから取り出された特定信号と前記比較信号形成回路からの信号強度データとを比較し当該特定信号が信号強度データより大きいときの幅のパルスを得るコンパレータと、
前記フィルターから取り出された特定信号を微分する微分回路と、
前記微分回路からの出力信号のゼロクロス点を検出し一方の極性におけるゼロクロス点からゼロクロス点までの幅のタイミングパルスを得るゼロクロス検出回路と、
前記コンパレータからの所定幅のパルスと前記ゼロクロス検出回路からのタイミングパルスとを論理積して一定タイミングの同期信号を形成する論理積回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光通信生体電位測定システム。
当該システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換し、当該電気信号の強度に応じた信号強度データと当該電気信号とで所定幅のパルスを得るとともに、当該電気信号の変化を基に所定のタイミングパルスを得て、前記両パルスから一定タイミングの同期信号を形成する同期信号形成回路を備えたことを特徴とする光通信型生体電位測定システム。
【請求項３】
交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換する雑音・電気変換手段と、
前記雑音・電気変換手段の電気信号から特定信号を取り出すフィルタと、
前記フィルターから取り出された特定信号の強度に応じた信号強度データを形成する比較信号形成回路と、
前記フィルターから取り出された特定信号と前記比較信号形成回路からの信号強度データとを比較し当該特定信号が信号強度データより大きいときの幅のパルスを得るコンパレータと、
前記フィルターから取り出された特定信号を微分する微分回路と、
前記微分回路からの出力信号のゼロクロス点を検出し一方の極性におけるゼロクロス点からゼロクロス点までの幅のタイミングパルスを得るゼロクロス検出回路と、
前記コンパレータからの所定幅のパルスと前記ゼロクロス検出回路からのタイミングパルスとを論理積して一定タイミングの同期信号を形成する論理積回路とを備えたことを特徴とする同期信号形成回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体電位情報を取込み所定の処理を行って時分割多重通信方式で通信光にして送信する送信部と、複数の送信部からの通信光を時分割多重通信方式で受信し各チャンネルに分離できる受信部とからなる光通信生体電位測定システム及び使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器からの雑音から同期信号を取り出すことができる同期信号形成回路に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、この種の生体電位測定システムとしては例えば心電計や脳波計などが知られているが、以下では一般的な心電計を例にとって説明する。
前記心電計は、人体の例えば１２個所の波形を測定することができる。それら測定した波形を基に心臓の状態を判断できるため、臨床検査などでは必ず測定が行われている。この測定情報は、人間の健康状態を知る上で大切な情報の一つであり、必要不可欠なものといえる。
【０００３】
ところで、上述した心電計としての生体電位測定システムは、生体の複数個所に装着した測定電極と、これら測定電極で得られる生体電位を測定する測定器と、これら測定電極と測定器とを接続する複数の長い接続コードとから構成されているものが一般的である。
このような構成をした従来の生体電位測定システムにおいて、複数の測定電極で得た生体電位情報を各接続コードを介して測定器に導き、当該測定器で複数チャンネルの生体電位情報の計測をしている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の生体電位測定システムは、生体電位側の測定インピーダンスが大きいため、接続コードへの電磁気的な影響を受け、高精度の測定が難しいという不都合があった。
また、最近では、携帯電話やＰＨＳ、ＥＭＣなどの影響も受け、やはり精度の高い測定を行うことが難しいという不都合があった。
【０００５】
一方、上記生体電位測定システムでは、例えば人体の１２個所の部分を同時測定しているため、単一の伝送路を用いる場合には、測定した複数の生体電位情報を多重化して送出する必要がある。複数の生体電位情報を多重化する方式としては、時分割多重通信方式（ＴＤＭＡ方式）、符号分割多重通信方式（ＣＤＭＡ方式）、あるいは、波長分割多重通信方式（ＷＤＭＡ方式）などが挙げられる。これら多重化方式のうち、生体電位測定システムに最適なものを以下に検討する。
【０００６】
まず、ＣＤＭＡ方式は、数多くのデータの多重化が可能で最も誤りが少ないという利点があるものの、装置構成が複雑かつ高価であり、１２チャンネルという少ないデータの多重化には好ましくないという欠点がある。
また、ＷＤＭＡ方式は、高価なフィルターを多数用いた回路を使用するため、コストが高いという欠点がある。
ＴＤＭＡ方式は、各チャンネルからのデータについて、一つの伝送路を時間的に分割して多重化する方式であり、チャンネル数の少ない生体電位測定システムには好適である。
【０００７】
図１０は、ＴＤＭＡ方式の原理を説明するための図である。図１０において、一方の軸に周波数を、その軸と直角の軸に時間を、前記両軸に直角の方向に振幅を、それぞれ示したものである。
まず、この図１０を用い説明すると、送信部１０３−１は同期信号（図示せず）から時間Ｔ１の位置で第１チャンネルの生体電位情報を受信部１０５に送信し、送信部１０３−２は同期信号（図示せず）から時間Ｔ２の位置で第２チャンネルの生体電位情報を受信部１０５に送信し、………、送信部１０３−ｎは同期信号（図示せず）から時間Ｔｎの位置で第ｎチャンネルの生体電位情報を受信部１０５に送信する。これを繰り返すことにより、例えばｎ＝１２チャンネルの生体電位情報を継続して受信部１０５に与えることができる。
【０００８】
前記受信部１０５では、次々とデータを受信し、同期信号（図示せず）を基に時間Ｔ１の位置で第１チャンネルの生体電位情報として分離し、同期信号（図示せず）を基に時間Ｔ２の位置で第２チャンネルの生体電位情報として分離し、………、同期信号（図示せず）を基に時間Ｔｎの位置で第ｎチャンネルの生体電位情報として分離する。前記受信部１０５において分離された各チャンネルの生体電位情報は測定器に供給されることにより、測定が可能になる。
【０００９】
このようにＴＤＭＡ方式では、送信部１０３−１，１０３−２，…，１０３−ｎと、受信部１０５との間で同期をとることが必要不可欠である。
前記送信部１０３−１，１０３−２，…，１０３−ｎと、受信部１０５との間で同期をとる方法としては、電波や光、あるいはデジタル符号による同期信号を採用することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、電波では上述したように測定器に電磁波の影響を与えるという欠点があり、光では同期信号が伝達されないという欠点があり、また、デジタル同期信号では装置が複雑になるという欠点があった。
本発明は上述した点に鑑みなされたもので、電極から測定器までの接続コードを無くして測定した生体電位情報を光を使用して測定器まで導くようにし、かつ、複数の生体電位情報についてはＴＤＭＡ方式を用いて多重化するとともに、多重化に不可欠な同期信号を簡単かつ確実に得られるようにした光通信型生体電位測定システム及び使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器からの雑音から同期信号を取り出すことができる同期信号形成回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る光通信型生体電位測定システムは、生体電位情報を取込み所定の処理を行った後、当該処理後の生体電位データを時分割多重通信方式で通信光にして送信する送信部と、複数の送信部からの通信光を時分割多重通信方式で受信し各チャンネルに分離できる受信部とを備えた光通信型生体電位測定システムであって、当該システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換し、当該電気信号の強度に応じた信号強度データと当該電気信号とで所定幅のパルスを得るとともに、当該電気信号の変化を基に所定のタイミングパルスを得て、前記両パルスから一定タイミングの同期信号を形成する同期信号形成回路を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の光通信生体電位測定システムにおいて、交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換する雑音・電気変換手段と、前記雑音・電気変換手段の電気信号から特定信号を取り出すフィルタと、前記フィルターから取り出された特定信号の強度に応じた信号強度データを形成する比較信号形成回路と、前記フィルターから取り出された特定信号と前記比較信号形成回路からの信号強度データとを比較し当該特定信号が信号強度データより大きいときの幅のパルスを得るコンパレータと、前記フィルターから取り出された特定信号を微分する微分回路と、前記微分回路からの出力信号のゼロクロス点を検出し一方の極性におけるゼロクロス点からゼロクロス点までの幅のタイミングパルスを得るゼロクロス検出回路と、前記コンパレータからの所定幅のパルスと前記ゼロクロス検出回路からのタイミングパルスとを論理積して一定タイミングの同期信号を形成する論理積回路とを備えたことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項３記載の発明に係る同期信号形成回路は、交流電源由来雑音発生機器からの雑音を電気信号に変換する雑音・電気変換手段と、前記雑音・電気変換手段の電気信号から特定信号を取り出すフィルタと、前記フィルターから取り出された特定信号の強度に応じた信号強度データを形成する比較信号形成回路と、前記フィルターから取り出された特定信号と前記比較信号形成回路からの信号強度データとを比較し当該特定信号が信号強度データより大きいときの幅のパルスを得るコンパレータと、前記フィルターから取り出された特定信号を微分する微分回路と、前記微分回路からの出力信号のゼロクロス点を検出し一方の極性におけるゼロクロス点からゼロクロス点までの幅のタイミングパルスを得るゼロクロス検出回路と、前記コンパレータからの所定幅のパルスと前記ゼロクロス検出回路からのタイミングパルスとを論理積して一定タイミングの同期信号を形成する論理積回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図９は、本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システム及び同期信号形成回路を説明する図である。
図１は、本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムを示すブロック図である。
【００１３】
この図１において、本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システム１は、生体電位情報を取込み所定の処理を行った後、当該処理後の生体電位データを時分割多重通信方式で通信光にして送信する送信部３−１，３−２，…，３−ｎと、複数の送信部３−１，３−２，…，３−ｎからの通信光Ｌ−１，Ｌ−２，…，Ｌ−ｎを時分割多重通信方式で受信し各チャンネルの生体電位情報に分離できる受信部５とから構成されている。なお、前記受信部５で分離した各チャンネルの生体電位情報を図示しない計測器に与える。また、送信部３−１，３−２，…，３−ｎ及び受信部５は、後述する同期信号形成回路を備えている。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムで用いる送信部の構成を示すブロック図である。
この図２において、送信部３−１，３−２，…，３−ｎは、通信光Ｌ−１，Ｌ−２，…，Ｌ−ｎを送信するタイミングが異なるだけで、同一構成であるので、送信部３−１を代表させて他の送信部３−２，３−３，…，３−ｎの説明を省略する。
【００１５】
前記送信部３−１は、電極からの生体電位情報を取り込む差動入力アンプ３１と、前記差動入力アンプ３１から出力される生体電位情報を含む増幅信号から不要な雑音を除去して生体電位情報のみとする帯域除去フィルタ３２と、前記帯域除去フィルタ３２からの出力信号をアナログ・デジタル変換するＡＤ変換回路３３と、前記ＡＤ変換回路３３からのデジタル生体電位情報をＴＤＭＡ方式によるタイミングで送信するための駆動電流を形成するＴＤＭＡ送信回路３４と、ＴＤＭＡ送信回路３４から供給される駆動電流で通信光Ｌ−１を出力する電気光変換素子（発光ダイオード）３５とから構成されている。
【００１６】
図３は、図２のＴＤＭＡ送信回路３４の構成を示すブロック図である。この図３において、前記ＴＤＭＡ送信回路３４は、前記ＡＤ変換回路３３からのデジタル生体電位情報をＴＤＭＡ方式によるタイミングで送信するための駆動電流を形成し、前記電気光変換素子（発光ダイオード）３５に供給するＴＤＭＡ送信処理回路３４１と、前記ＴＤＭＡ送信処理回路３４１に同期信号を与える同期信号形成回路３４２とから構成されている。
【００１７】
前記同期信号形成回路３４２は、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器（交流商用電源で点灯する例えば蛍光灯などの蛍光放電灯）からの雑音（光）を電気信号に変換し、当該電気信号の強度に応じた信号強度データと当該電気信号とで所定幅のパルスを得るとともに、当該電気信号の変化を基に所定のタイミングパルスを得て、前記両パルスから一定タイミングの同期信号を形成するように構成されている。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムで用いる受信部の構成を示すブロック図である。
この図４において、前記受信部５は、送信部３−１，３−２，…，３−ｎからの通信光Ｌ−１，Ｌ−２，…，Ｌ−ｎを受信しそれぞれ電気信号に変換する光電変換素子（フォトダイオード）５１と、前記光電変換素子（フォトダイオード）５１からの電気信号を時分割多重通信方式で取込み各チャンネルの生体電気情報に分離できるＴＤＭＡ受信回路５２とから構成されている。
【００１９】
図５は、図４のＴＤＭＡ受信回路５２の構成を示すブロック図である。この図５において、前記ＴＤＭＡ受信回路５２は、前記フォトダイオード５１からの電気信号を取込み、ＴＤＭＡ方式によって各チャンネルの生体電気情報に分離できるＴＤＭＡ受信処理回路５２１と、前記ＴＤＭＡ受信処理回路５２１に同期信号を与える同期信号形成回路５２２と、ＴＤＭＡ受信処理回路５２１で分離した各チャンネルのデジタル生体電位情報をアナログ生体電位情報に変換するデジタル・アナログ変換器５２３，…とから構成されている。なお、ＴＤＭＡ受信回路５２側にデジタル・アナログ変換器５２３，…を設けず、計測器にデジタル・アナログ変換器５２３，…を設けるようにしておけば、ＴＤＭＡ受信処理回路５２１から計測器に直接デジタル生体電位情報を与えることができるので、この場合には雑音の影響を受けることがなくなる。
【００２０】
前記同期信号形成回路５２２は、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器（交流商用電源で点灯する例えば蛍光灯などの蛍光放電灯）からの雑音（光）を電気信号に変換し、当該電気信号の強度に応じた信号強度データと当該電気信号とで所定幅のパルスを得るとともに、当該電気信号の変化を基に所定のタイミングパルスを得て、前記両パルスから一定タイミングの同期信号を形成するように構成されている。
【００２１】
図６は、本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムで使用される同期信号形成回路を示すブロック図である。なお、送信部３−１，３−２，…，３−ｎで使用する同期信号形成回路３４２と、受信部５で使用するＴＤＭＡ受信処理回路５２１も同一構成であるので、同期信号形成回路３４２を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。
【００２２】
この図６において、前記同期信号形成回路３４２は、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機器（交流商用電源で点灯する例えば蛍光灯などの蛍光放電灯）７０からの雑音（光）を電気信号に変換する雑音・電気変換手段（例えば光センサー）７１と、前記雑音・電気変換手段（例えば光センサー）７１の電気信号から特定信号を取り出すバンドパスフィルタ７２と、前記バンドパスフィルター７２から取り出された特定信号Ｓ１の強度に応じた信号強度データＳ３を形成する比較信号形成回路７３と、前記バンドパスフィルタ７２から取り出された特定信号Ｓ１と前記比較信号形成回路７３からの信号強度データＳ３とを比較し当該特定信号Ｓ１が信号強度データＳ３より大きいときの幅のパルス信号Ｓ５を得るヒステリシスコンパレータ７４と、前記バンドパスフィルタ７２から取り出された特定信号Ｓ１を微分して微分後の出力信号Ｓ２を出力する微分回路７５と、前記微分回路７５からの出力信号Ｓ２のゼロクロス点を検出し当該出力信号Ｓ２の一方の極性におけるゼロクロス点からゼロクロス点までの幅のタイミングパルス信号Ｓ４を得るゼロクロス検出回路７６と、前記ヒステリシスコンパレータ７４からの所定幅のパルス信号Ｓ５と前記ゼロクロス検出回路７６からのタイミングパルス信号Ｓ４とを論理積して一定タイミングの同期信号Ｓ６を形成する論理積回路７７とから構成されている。
なお、上記各回路には、整流回路７８と平滑回路７９とからなる電源回路８０から直流電力が供給されるようになっている。
【００２３】
図７は、図６の同期信号形成回路のうち論理積回路７７を除いた回路の具体的構成例を示す回路図である。
この図７において、前記バンドパスフィルタ７２は、演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ１〜Ｒ５とコンデンサＣ１，Ｃ２とからなり、次のように構成されている。演算増幅器ＯＰ１のプラス入力端子は、抵抗Ｒ１を介してアースに接続されるとともに、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２との直列回路を介して光センサー（フォトダイオード）７１のアノードに接続されている。なお、光センサー（フォトダイオード）７１のカソードはアースに接続されている。前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２との接続点は、コンデンサＣ２を介してアースに接続されるとともに、抵抗Ｒ３を介して演算増幅器ＯＰ１の出力端子に接続されている。
【００２４】
また、演算増幅器ＯＰ１のマイナス入力端子は、抵抗Ｒ４を介してアースに接続されるとともに、抵抗Ｒ５を介して演算増幅器ＯＰ１の出力端子に接続されている。演算増幅器ＯＰ１の出力端子は、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ６とコンデンサＣ４との直列回路を介して演算増幅器ＯＰ２のプラス入力端子に接続されるとともに、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ７との直列回路を介して演算増幅器ＯＰ３のマイナス入力端子に接続されている。また、演算増幅器ＯＰ１の出力端子は、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ８との直列回路を介して演算増幅器ＯＰ４のプラス入力端子に接続されている。
【００２５】
前記比較信号形成回路７３は、演算増幅器ＯＰ２と、抵抗Ｒ７，Ｒ９〜１２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを備え、次のように構成されている。コンデンサＣ５と抵抗Ｒ７との接続点は抵抗Ｒ９を介してアースに接続されている。演算増幅器ＯＰ２のプラス入力端子は、抵抗Ｒ１０を介してアースに接続されている。演算増幅器ＯＰ２のマイナス入力端子はダイオードＤ１のアノードに接続されるとともに、抵抗Ｒ１１を介してダイオードＤ２のカソードに接続されている。
【００２６】
ダイオードＤ１のカソードと、ダイオードＤ２のアノードとは、演算増幅器ＯＰ２の出力端子に接続されている。演算増幅器ＯＰ２の出力端子は、抵抗Ｒ１２ＰＲ１３を介してヒステリシスコンパレータ７４を構成する演算増幅器ＯＰ５のプラス入力端子に接続されている。また、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との接続点は、コンデンサＣ７を介してアースに接続されいる。なお、前記演算増幅器ＯＰ３は増幅度を例えば１０倍に設定してある。このような回路構成によって、前記演算増幅器ＯＰ３の出力端子とアースとの間には信号強度データＳ３を出力できる。
【００２７】
演算増幅器ＯＰ４と、抵抗Ｒ８，Ｒ１４，Ｒ１５と、コンデンサＣ６は、比較信号形成回路７３からの出力電圧レベルに合わせるための増幅回路を構成し、次のように構成されている。演算増幅器ＯＰ４のマイナス入力端子は、抵抗Ｒ１４を介してアースに接続されるとともに、抵抗Ｒ１５を介して演算増幅器ＯＰ４の出力端子に接続されている。演算増幅器ＯＰ４の出力端子は、コンデンサＣ６と抵抗Ｒ１６との直列回路を介してヒステリシスコンパレータ７４を構成する演算増幅器ＯＰ５のマイナス入力端子に接続されている。
【００２８】
なお、前記演算増幅器ＯＰ４は、前記演算増幅器ＯＰ３の増幅度に合わせた増幅度に設定されている。このような回路構成によって演算増幅器ＯＰ３の出力端子とアースとの間に、前記信号強度データＳ３のレベルに合わせた電気信号Ｓ１が出力されるようになっている。
【００２９】
前記ヒステリシスコンパレータ７４は、演算増幅器ＯＰ５と、抵抗Ｒ１３，Ｒ１６〜Ｒ１８とを備え、次のように構成されている。演算増幅器ＯＰ５のプラス入力端子は、抵抗Ｒ７を介して出力端子に接続されいてる。前記演算増幅器ＯＰ５の出力端子は、抵抗Ｒ１８を介して出力端子に接続されている。前記演算増幅器ＯＰ５の出力端子とアースとの間に、パルス信号Ｓ５を出力できる。
【００３０】
前記微分回路７５は、演算増幅器ＯＰ２と、抵抗Ｒ６，Ｒ２０，Ｒ２１と、コンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ８とを備え、次のように構成されている。演算増幅器ＯＰ２のマイナス入力端子は、アースに接続されている。コンデンサＣ３と抵抗Ｒ６との接続点は、抵抗Ｒ２０を介してアースに接続されている。演算増幅器ＯＰ２のプラス入力端子と出力端子とは、抵抗Ｒ２１とコンデンサＣ８との並列回路を介して接続されている。前記演算増幅器ＯＰ２の出力端子とアースとの間には、電気信号Ｓ１を微分した出力信号Ｓ２が出力されるようになっている。
【００３１】
前記演算増幅器ＯＰ２の出力端子からの出力信号Ｓ２は、コンデンサＣ９と抵抗Ｒ２２との直列回路を介してゼロクロス検出回路７６を構成する演算増幅器ＯＰ６のプラス入力端子に供給されるようになっている。
前記ゼロクロス検出回路７６は、演算増幅器ＯＰ６と、抵抗Ｒ２２〜Ｒ２７と、ダイオードＤ４〜Ｄ６とを備え、次のように構成されている。コンデンサＣ９と抵抗Ｒ２２との接続点は、抵抗Ｒ２３を介してアースに接続されている。演算増幅器ＯＰ６のマイナス端子はアースに接続されている。演算増幅器ＯＰのプラス入力端子はダイオードＤ３のカソードとダイオードＤ４のアノードとに接続されている。
【００３２】
ダイオードＤ３のアノードとダイオードＤ５のアノードとは、抵抗Ｒ２５を介して電源Ｖｃｃに接続されている。ダイオードＤ６のアノードとダイオードＤ５のカソードとは、演算増幅器ＯＰ６の出力端子に接続されている。ダイオードＤ６のカソードとダイオードＤ４のカソードは、抵抗Ｒ２６を介して演算増幅器ＯＰのＶＥＥ端子に接続されている。演算増幅器ＯＰ６の出力端子は、抵抗Ｒ２７を介して端子に接続されている。端子とアースとの間には、図示の極性でツェナーダイオードＺＤが接続されている。前記演算増幅器ＯＰ６の出力端子とアースとの間からは、上記タイミングパルス信号Ｓ４が出力されるようになっている。
【００３３】
上述したように構成された同期信号形成回路の動作を図１ないし図７を基に、図８及び図９を参照して説明する。
図８は、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機（商用電源で点灯する光源）７０からの雑音（光）を雑音・電気変換手段（光電変換素子）を用いて検出した場合の図であり、横軸には時間［μ秒］を、縦軸には検出電圧［ｍＶ］を、それぞれとったものである。
【００３４】
この図８からも分かるように、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機（商用電源で点灯する蛍光灯からなる光源）７０の雑音（光）は、周期的に規則正しく振る舞う（点滅している）。
したがって、本発明の実施の形態の光通信型生体電位測定システムでは、同期信号形成回路３４２には、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機（商用電源で点灯する蛍光灯からなる光源）７０の雑音（光）を用いて同期信号Ｓ６を得るようにしている。
【００３５】
図９は、図３、図５、図６及び図７に示す同期信号形成回路の各部の信号を示すタイミングチャートであり、横軸に時間を、縦軸に各信号の振幅を、それぞれとったものである。
上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機（商用電源で点灯する蛍光灯からなる光源）７０からの雑音（光）は、雑音・電気変換手段（光センサー）７１で図９に示すような電気信号Ｓ０に変換される。電気信号Ｓ０は、図９からも分かるように、交流５０［Ｈｚ］で半端整流されたような波形となり、かつ、不要な成分が重畳されている。
【００３６】
この電気信号Ｓ０はバンドパスフィルタ７２に入力される。バンドパスフィルタ７２では、不要な成分を除去された特定信号となり、前記微分回路７５の演算増幅器ＯＰ２のプラス入力端子と、前記比較信号形成回路７３の演算増幅器ＯＰ３のマイナス入力端子と、反転増幅器を構成する演算増幅器ＯＰ４のプラス入力端子とに供給される。
【００３７】
前記反転増幅器を構成する演算増幅器ＯＰ４の出力端子からは、図９に示すような反転特定信号Ｓ１が出力される。
一方、前記比較信号形成回路７３を構成する演算増幅器ＯＰ３の出力端子からは、図９に示すように信号強度データＳ３が出力される。
前記反転増幅器を構成する演算増幅器ＯＰ４から出力される反転特定信号Ｓ１はヒステリシスコンパレータ７４を構成する演算増幅器ＯＰ５のマイナス入力端子に供給される。
【００３８】
また、比較信号形成回路７３を構成する演算増幅器ＯＰ３の出力端子から出力された信号強度データＳ３は、前記ヒステリシスコンパレータ７４を構成する演算増幅器ＯＰ５のプラス入力端子に供給される。
前記ヒステリシスコンパレータ７４を構成する演算増幅器ＯＰ５は、反転特定信号Ｓ１が信号強度データＳ３より大きいときだけ出力されるパルス信号Ｓ５を形成し、前記演算増幅器ＯＰ５の出力端子とアースとの間に出力する。
【００３９】
一方、前記微分回路７５を構成する演算増幅器ＯＰ２は、前記バンドパスフィルタ７２を構成する演算増幅器ＯＰ１の出力端子からの電気信号（電気信号Ｓ１と同様な波形となる）を微分し、その微分した結果の出力信号Ｓ２を前記演算増幅器ＯＰ２の出力端子とアースとの間に出力する。この出力信号Ｓ２は、コンデンサＣ９と抵抗Ｒ２２を介してゼロクロス検出回路７６を構成する演算増幅器ＯＰ６のプラス入力端子に供給される。
【００４０】
前記ゼロクロス検出回路７６を構成する演算増幅器ＯＰ６は、一方の極性（図９ではプラス側）のゼロクロス点を検出し、各ゼロ点でのタイミングパルス信号Ｓ４を演算増幅器ＯＰ６の出力端子とアース端子との間に出力する。
前記タイミング信号Ｓ４は論理積回路７７の一方に入力端子に、前記パルス信号Ｓ５は反転回路を介して論理積回路７７の他方の入力端子に、それぞれ供給される。
【００４１】
前記論理積回路７７は、前記タイミングパルス信号Ｓ４と前記パルス信号Ｓ５との論理積をとった結果の同期信号Ｓ６を出力端子から出力する。
上述したように本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システム及び同期信号形成回路によれば、通常一般的に使用されている蛍光灯を利用し、通常では雑音源となる蛍光灯を積極的に用い、各送信部３−１，３−２，…，３−ｎや受信部５に不可欠な同期信号Ｓ６を簡単かつ正確に与えられる利点がある。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機７０を商用電源で点灯する蛍光灯として説明したが、これに限定されるものではなく、他の交流電源で点灯する蛍光灯であってもよい。また、交流電源由来雑音発生機７０を蛍光灯として説明したが、これに限定されるものではなく、例えばナトリウム灯・水銀灯などの各種蛍光放電灯であってもよい。
【００４３】
また、上記雑音・電気変換手段７１を光センサーで説明したが、これに限定されるものではなく、例えば所定の長さの電線や特定のコイルなどの手段により交流電源の成分を同期信号形成回路に取り込めるようにしたものであれば、どのようなものであってもよい。要するに、交流電源成分を同期信号形成回路の内部に取込み、この取り込んだ交流電源成分を所定のレベルに増幅し、これを同期信号形成回路のバンドパスフィルタ７２に入力するようにすれば、上述したような同期信号を得ることができる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態では電気光変換素子は発光ダイオード３５として説明したがこれに限定されることなく、例えばレーザーダイオードを乱反射させるようにしてもよい。
さらに、本発明の実施の形態では光電気変換素子はフォトダイオード５１として説明したが、これに限定されるものではなく、光を電気に変換できる手段であればなんでもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る光通信型生体電位測定システムによれば、上記システムの使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機からの雑音を積極的に用い、この雑音を用いて、各送信部や受信部に不可欠な同期信号を簡単かつ正確に得られようにしたものである。
また、本発明に係る同期信号形成回路によれば、使用周囲で使用される交流電源由来雑音発生機からの雑音を積極的に用い、この雑音から正確なる同期信号を簡単に得られものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムで用いる送信部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のＴＤＭＡ送信回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムで用いる受信部の構成を示すブロック図である。
【図５】図４のＴＤＭＡ受信回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光通信型生体電位測定システムで使用される同期信号形成回路を示すブロック図である。
【図７】図６の同期信号形成回路のうち論理積回路７７を除いた回路の具体的構成例を示す回路図である。
【図８】商用電源で点灯する光源からの光を光電変換素子を用いて検出した場合の図である。
【図９】図３、図５、図６及び図７に示す同期信号形成回路の各部の信号を示すタイミングチャートである。
【図１０】ＴＤＭＡ方式の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１  光通信型生体電位測定システム
３−１，３−２，…，３−ｎ    送信部
５  受信部
３１  差動入力アンプ
３２  帯域除去フィルタ
３３  ＡＤ変換回路
３４  ＴＤＭＡ送信回路
３５  電気光変換素子（発光ダイオード）
５１  光電気変換素子（フォトダイオード）
５２  ＴＤＭＡ受信回路
７０  交流電源由来雑音発生機器
７１  雑音・電気変換手段（光センサー）
７２  バンドパスフィルタ
７３  比較信号形成回路
７４  ヒステリシスコンパレータ
７５  微分回路
７６  ゼロクロス検出回路
７７  論理積回路
７８  整流回路
７９  平滑回路
８０  電源回路
ＯＰ１〜ＯＰ６  演算増幅器
Ｒ１〜Ｒ２７  抵抗
Ｃ１〜Ｃ９  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ６    ダイオード
ＺＤ  ツェナーダイオード
３４１  ＴＤＭＡ送信処理回路
３４２  同期信号形成回路
５２１  ＴＤＭＡ受信処理回路
５２２  同期信号形成回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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