JP2011504793A - 非接触型生体電位センサ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
一般的なバックグラウンド情報を与える以下の参考文献が示唆するところは、参照することにより盛り込まれている。
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Claims (38)
- 電場を測定するためのセンサであって、
体表面に容量結合される検出プレートであって、前記体表面の電位の変化により前記検出プレートの電位の変化を誘導する電場が発生し、前記電場から入力信号を発生させるために前記電場に配置された検出ノードを有し、介在材料によって前記体表面から離れている検出プレートと;
前記入力信号を増幅するよう構成された増幅器であって、入力ポート及び出力ポートを有しており、前記入力ポートで前記入力信号を受信して前記出力ポートで増幅出力信号を発生するよう構成された増幅器と;
前記入力ポート及び基準電圧に接続された切り替え回路であって、前記検出ノードから前記基準電圧までの分路を非連続的に閉じて、前記入力ポートに接続された前記検出ノードをリセットするよう構成された切り替え回路と;
を具えることを特徴とする電場を測定するためのセンサ。 - 前記基準電圧が接地されていることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記基準電圧が、前記増幅器の入力コモンモードの電圧範囲に含まれる電圧の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記切り替え回路が、少なくとも1の切り替えデバイスを有することを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記少なくとも1の切り替えデバイスが、トランジスタであることを特徴とする請求項4に記載の電場を測定するためのセンサ。
- さらに、前記増幅器の前記入力ポートに接続された第1の入力ポートを有する一定ゲインの増幅器を具えており、
前記一定ゲインの増幅器が、前記増幅器の前記入力ポートで電圧の複製を出力するよう構成されることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。 - さらに、前記切り替え回路が複数のコンデンサを具えており、
前記複数のコンデンサの少なくとも第1のコンデンサが、前記基準電圧に接続されており、
前記複数のコンデンサの少なくとも第2のコンデンサが、前記少なくとも1の切り替えデバイスをオンにし得る起動電圧に接続されていることを特徴とする請求項4に記載の電場を測定するためのセンサ。 - 前記少なくとも1の切り替えデバイスが、前記少なくとも1の切り替えデバイスに起動電圧を発生させるよう構成された複数のコンデンサの入力を制御することによって、オンオフされることを特徴とする請求項4に記載の電場を測定するためのセンサ。
- さらに、第1の入力ポート及び第1の出力ポートを有する一定ゲインの増幅器を具えており、
前記第1の入力ポートが前記増幅器の入力ポートに接続されており、
前記一定ゲインの増幅器が、前記第1の出力ポートに第1の出力電圧を発生させるよう構成されており、
前記第1の出力電圧が、前記増幅器の入力ポートの電圧の複製であり、
前記一定ゲインの増幅器が、1又はそれ以上の抵抗器に接続され、
前記1又はそれ以上の抵抗器が、前記少なくとも1の切り替えデバイスがオフの場合に、前記複数のコンデンサを前記第1の出力電圧まで引き上げるよう構成されることを特徴とする請求項7に記載の電場を測定するためのセンサ。 - 前記増幅器の入力ポートが、高入力インピーダンス及び低入力インピーダンスを有することを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記検出ノードが、前記増幅器の前記高入力インピーダンスに接続されることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記体表面が、人体の表面であることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 検出コンデンサの誘電体が、前記検出プレートと前記体表面との間に前記介在材料を具えることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記誘電体が、空気、毛髪及び衣服のうちの1を有することを特徴とする請求項13に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記増幅器が、電圧増幅器であることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記検出プレートが、前記電圧増幅器の高入力インピーダンスに接続されていることを特徴とする請求項15に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記検出プレートが、検出コンデンサの第1のプレートとして機能するよう構成され、
前記体表面が、前記検出コンデンサの第2のプレートとして機能することを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。 - さらに、前記少なくとも1の切り替えデバイスをオンオフするための前記切り替え回路に接続された少なくとも1のリセット回路を具えることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記少なくとも1の切り替えデバイスが、第1の切り替えデバイス及び第2の切り替えデバイスを有することを特徴とする請求項4に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記少なくとも1の切り替えデバイスの切り替えが、前記検出ノードを部分的にリセットすることを特徴とする請求項19に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記検出ノードの部分的なリセットが、前記基準電圧に向かう量だけ前記検出ノードの電圧を変化させることを有することを特徴とする請求項20に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記第1の切り替えデバイス及び第2の切り替えデバイスが、一度に1つずつ周期的に起動されることを特徴とする請求項20に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記第1及び第2の切り替えデバイスが起動する継続時間が、前記検出ノードでの電圧ドリフトの方向及び量に基づくことを特徴とする請求項22に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記第1及び第2の切り替えデバイスが起動する順序が、前記検出ノードでの電圧ドリフトの方向及び量に基づくことを特徴とする請求項22に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 制御モジュールが、周期、パルス継続時間及び切り替えの順序のうちの1つを制御することを特徴とする請求項22に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記基準電圧が、前記基準電圧を最適化するよう構成されたフィードバックループによって変化することを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記少なくとも1の切り替えデバイスが、前記入力信号の電圧が前記増幅器の入力コモンモードの電圧範囲に含まれる電圧の範囲の限界値に達する時に、起動することを特徴とする請求項4に記載の電場を測定するためのセンサ。
- さらに、ゲインが1の正及び負の入力を有する入力ポートに追随するよう構成されたガード出力を具えることを特徴とする請求項1に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記ガード出力が、前記正の入力の周囲のガードリングをサポートするよう構成されることを特徴とする請求項28に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記ガード出力が、前記検出プレートに関連する遮蔽金属板を駆動して、前記体表面以外の供給源からの電場ピックアップを最小限にするよう構成されることを特徴とする請求項28に記載の電場を測定するためのセンサ。
- さらに、前記少なくとも1の切り替えデバイスがオフの場合に、前記少なくとも1の切り替えデバイスのベース及びエミッタノードを引き上げるよう構成されたガード出力を具えることを特徴とする請求項7に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 電場を測定するためのセンサであって、
体表面に容量結合される検出プレートであって、前記体表面の電位の変化により前記検出プレートの電位の変化を誘導する電場が発生し、前記電場から信号を発生させるために前記電場に配置された検出ノードを有し、介在材料によって前記体表面から離れている検出プレートと;
入力信号を増幅するよう構成された増幅器であって、入力ポート及び出力ポートを有しており、前記入力ポートで前記入力信号を受信して前記出力ポートで増幅出力信号を発生するよう構成された増幅器と;
少なくとも1の切り替えデバイス及び複数のコンデンサを有するリセット回路を有する切り替え回路であって、前記複数のコンデンサが、前記少なくとも1の切り替えデバイスに起動電圧を発生して前記少なくとも1の切り替えデバイスをオンにするよう又は起動するよう構成されており、前記入力ポート及び基準電圧に接続され、前記少なくとも1の切り替えデバイスがオンの場合に、前記検出ノードから前記基準電圧までの分路を非連続的に閉じて、前記入力ポートに接続された前記検出ノードをリセットするよう構成された切り替え回路と;
第1の入力ポート及び第1の出力ポートを有する一定ゲインの増幅器であって、前記第1の入力ポートが前記増幅器の前記入力ポートに接続され、前記第1の出力ポートに第1の出力電圧を発生するよう構成され、1又はそれ以上の抵抗器に接続され、前記1又はそれ以上の抵抗器が、前記少なくとも1の切り替えデバイスがオフの場合に、前記複数のコンデンサを前記第1の出力電圧まで引き上げるよう構成された一定ゲインの増幅器と;
を具えることを特徴とする電場を測定するためのセンサ。 - 前記少なくとも1の切り替えデバイスをオンにするために、
前記複数のコンデンサの少なくとも1の第1のコンデンサが、前記基準電圧に接続されており、
前記複数のコンデンサの少なくとも1の第2のコンデンサが、前記少なくとも1の切り替えデバイスをオンにし得る電圧に接続されていることを特徴とする請求項32に記載の電場を測定するためのセンサ。 - 前記少なくとも1の切り替えデバイスをオンにすることが、前記少なくとも1の切り替えデバイスのスイッチを閉じることを含んでいることを特徴とする請求項32に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記スイッチが、前記基準電圧に前記検出ノードを短絡するよう閉じられることを特徴とする請求項34に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記基準電圧が接地されていることを特徴とする請求項32に記載の電場を測定するためのセンサ。
- 前記検出プレートが、検出コンデンサの第1のプレートとして機能するよう構成され、
前記体表面が前記検出コンデンサの第2のプレートとして機能することを特徴とする請求項32に記載の電場を測定するためのセンサ。 - 前記第1の出力電圧が、前記増幅器の入力ポートの電圧の複製であることを特徴とする請求項32に記載の電場を測定するためのセンサ。
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