JPH053875A - 発汗センサ - Google Patents
発汗センサInfo
- Publication number
- JPH053875A JPH053875A JP15297891A JP15297891A JPH053875A JP H053875 A JPH053875 A JP H053875A JP 15297891 A JP15297891 A JP 15297891A JP 15297891 A JP15297891 A JP 15297891A JP H053875 A JPH053875 A JP H053875A
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- JP
- Japan
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- electrode
- sweating
- sensor
- state
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、発汗状態を精度よく、かつ応答
性よく検出することを目的とする。 【構成】 人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド部
が露出電極と電極保持部及び通気孔部からなり、皮膚表
面のインピ−ダンスを測定するものであり、通気孔部に
より電極保持部と皮膚の間の汗の蒸発を可能にすること
を特徴とする。
性よく検出することを目的とする。 【構成】 人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド部
が露出電極と電極保持部及び通気孔部からなり、皮膚表
面のインピ−ダンスを測定するものであり、通気孔部に
より電極保持部と皮膚の間の汗の蒸発を可能にすること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は健康管理、体調監視等を
目的とした人体情報測定機器に関するものであり、特
に、発汗状態をセンシングする発汗センサに関する。
目的とした人体情報測定機器に関するものであり、特
に、発汗状態をセンシングする発汗センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、成人病予防・健康管理等に対する
関心は、人口の高齢化が進行している現在非常に大きい
ものとなっている。これに伴い、家庭や職場において簡
単に血圧、脈拍、体温等を測定する各種の人体情報機
器、例えば電子体温計、電子血圧計等が提供され、ま
た、血圧、脈拍および体温を総合評価する機器も提案さ
れている。さらに、従来の血圧、脈拍、体温測定のほか
に発汗量、活動量等のセンシングにより精神的、肉体的
活動状態を検出し、その結果に基づいての人体の異常状
態検知が必要性となってきている。しかしながら、発汗
状態をセンシングするポータブル機器の開発は余りなさ
れていない。従来の発汗状態のセンシング機器として
は、人体に装着したカプセルに乾燥窒素ガスを流入させ
その湿度の増加分から発汗量を測定するものや人体皮膚
表面近傍の湿度を大気湿度との差から検出する方法が主
であり、センシング手段としては湿度センサが利用（実
開昭６１−１０１０１４号公報）されている。我々は、
皮膚表面に電極を接触させて皮膚表面のインピーダンス
を測定することを提案した。
関心は、人口の高齢化が進行している現在非常に大きい
ものとなっている。これに伴い、家庭や職場において簡
単に血圧、脈拍、体温等を測定する各種の人体情報機
器、例えば電子体温計、電子血圧計等が提供され、ま
た、血圧、脈拍および体温を総合評価する機器も提案さ
れている。さらに、従来の血圧、脈拍、体温測定のほか
に発汗量、活動量等のセンシングにより精神的、肉体的
活動状態を検出し、その結果に基づいての人体の異常状
態検知が必要性となってきている。しかしながら、発汗
状態をセンシングするポータブル機器の開発は余りなさ
れていない。従来の発汗状態のセンシング機器として
は、人体に装着したカプセルに乾燥窒素ガスを流入させ
その湿度の増加分から発汗量を測定するものや人体皮膚
表面近傍の湿度を大気湿度との差から検出する方法が主
であり、センシング手段としては湿度センサが利用（実
開昭６１−１０１０１４号公報）されている。我々は、
皮膚表面に電極を接触させて皮膚表面のインピーダンス
を測定することを提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の湿度センサを用
いる発汗センサは大がかりな測定装置であり、また着脱
等測定に要する手間を考えると、これらは日常的に測定
機器装着者（以下、被測定者と称する）に装着して手軽
に測定するという観点からは不適当なものであった。さ
らに、従来の湿度センサは化学センサであり経時変化も
大きく測定誤差が大きかった。さらに、提案した皮膚の
インピーダンス測定は、非常に簡易に発汗状態を測定で
きるが、皮膚と電極間の水分が滞留して、汗の引きを検
知するのが困難であった。
いる発汗センサは大がかりな測定装置であり、また着脱
等測定に要する手間を考えると、これらは日常的に測定
機器装着者（以下、被測定者と称する）に装着して手軽
に測定するという観点からは不適当なものであった。さ
らに、従来の湿度センサは化学センサであり経時変化も
大きく測定誤差が大きかった。さらに、提案した皮膚の
インピーダンス測定は、非常に簡易に発汗状態を測定で
きるが、皮膚と電極間の水分が滞留して、汗の引きを検
知するのが困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するため、人体の皮膚インピーダンスを測定する、
検出電極の保持部に通気孔を設けることにより皮膚から
の水分の蒸発を促し電極を装着していない皮膚表面と同
様の発汗状態をセンシングするものである。すなはち、
運動、体温上昇により皮膚表面に発生した汗が電極間電
気抵抗を低下させることに基づくものであり、小型で簡
便な測定手段、測定法により発汗状態がセンシングでき
るものである。
解決するため、人体の皮膚インピーダンスを測定する、
検出電極の保持部に通気孔を設けることにより皮膚から
の水分の蒸発を促し電極を装着していない皮膚表面と同
様の発汗状態をセンシングするものである。すなはち、
運動、体温上昇により皮膚表面に発生した汗が電極間電
気抵抗を低下させることに基づくものであり、小型で簡
便な測定手段、測定法により発汗状態がセンシングでき
るものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、電極間に通気孔部を形成して
いるので発汗の始まり及び汗の引き状態を精度よく検知
でき、また人体に常時装着可能な小型ポータブル発汗セ
ンサが実現できる。
いるので発汗の始まり及び汗の引き状態を精度よく検知
でき、また人体に常時装着可能な小型ポータブル発汗セ
ンサが実現できる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例による発汗センサの
概略構成を示すものであって、１はセラミックスからな
る電極保持部であり、これは樹脂、布等であってもよ
い。２は耐酸化性に優れた金からなる金属電極で体表面
に接触する露出電極であり、銀、白金、ステンレス、ニ
クロム等であってもよい。３はリード電極、４は電気回
路を各々示す。
概略構成を示すものであって、１はセラミックスからな
る電極保持部であり、これは樹脂、布等であってもよ
い。２は耐酸化性に優れた金からなる金属電極で体表面
に接触する露出電極であり、銀、白金、ステンレス、ニ
クロム等であってもよい。３はリード電極、４は電気回
路を各々示す。
【０００７】露出電極２の形状は、体表面に接触し易い
ように凸状になっているのが好ましい。例えば、０．５
ｍｍ巾の金電極をプラスチックバンドの上に設けたもの
でもよい。電極間隔は０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度がよ
い。電極保持部１は、図１に示すように凹部をもうけ通
気孔部５を形成し、発汗した水分を逃がしてやるような
構造にしてある。
ように凸状になっているのが好ましい。例えば、０．５
ｍｍ巾の金電極をプラスチックバンドの上に設けたもの
でもよい。電極間隔は０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度がよ
い。電極保持部１は、図１に示すように凹部をもうけ通
気孔部５を形成し、発汗した水分を逃がしてやるような
構造にしてある。
【０００８】さらに、電極保持部１に図２のように多孔
体６を使用することにより通気孔部となる凹部５以外に
も空気の通り道を増やし蒸発しやすくして、電極を装着
していない皮膚上と同様に汗の引きも精度良く検知でき
る。この場合、凹部５を多孔体６で埋めても測定は可能
であるが、多孔体表面に汗が淀んで測定制度および発汗
状態の変化に対する追随性が低下する場合がある。
体６を使用することにより通気孔部となる凹部５以外に
も空気の通り道を増やし蒸発しやすくして、電極を装着
していない皮膚上と同様に汗の引きも精度良く検知でき
る。この場合、凹部５を多孔体６で埋めても測定は可能
であるが、多孔体表面に汗が淀んで測定制度および発汗
状態の変化に対する追随性が低下する場合がある。
【０００９】なお、前記多孔体６は３次元のスポンジ状
でもよいが湿度センサ部へ直線状に連なる格子状の孔を
持つ場合応答性がよい。また材質はセラミックに限ら
ず、樹脂でもよい。ハニカム構造（孔径１００μｍ）の
セラミックスが、空気の透過率が高く適していた。
でもよいが湿度センサ部へ直線状に連なる格子状の孔を
持つ場合応答性がよい。また材質はセラミックに限ら
ず、樹脂でもよい。ハニカム構造（孔径１００μｍ）の
セラミックスが、空気の透過率が高く適していた。
【００１０】図２に示すように、手首の体表面上にバン
ド７を用いて上記発汗センサを露出電極部２が体表面に
接触するように固定し、１０ｋＨｚの測定周波数、平均
印加電圧０Ｖ、電圧振幅０．５Ｖによりインピーダンス
を測定した。図３に室温を上げたときの発汗状態とイン
ピーダンスを示す。乾燥状態とは皮膚表面を乾いた状
態、発汗状態初期とは発汗により汗が若干にじんできた
状態、発汗状態とは汗で皮膚表面が濡れた状態をさす。
図３から明らかなように発汗状態は本発明の皮膚表面の
インピーダンスを測定することにより精度良く評価でき
ることが分った。また、測定ばらつきも小さく安定した
値が得られた。従来の定電流法や定電圧法による電気抵
抗測定においては、発汗状態と乾燥状態の差異は分るが
細かい発汗状態を評価するには測定値がばらつき過ぎて
不可能であった。さらに、図４に室温を低下させて汗が
引いた場合のインピーダンス変化を示したが、通気孔部
５のないセンサでは、インピーダンスの戻りが通気孔部
を設けたセンサより悪かった。これは、センサと皮膚間
の汗が保持され蒸発できないことが原因と考えられる。
以上より、通気孔部５を付加することにより発汗の出
現、汗の引き状態を精度よく検出することが可能となっ
た。
ド７を用いて上記発汗センサを露出電極部２が体表面に
接触するように固定し、１０ｋＨｚの測定周波数、平均
印加電圧０Ｖ、電圧振幅０．５Ｖによりインピーダンス
を測定した。図３に室温を上げたときの発汗状態とイン
ピーダンスを示す。乾燥状態とは皮膚表面を乾いた状
態、発汗状態初期とは発汗により汗が若干にじんできた
状態、発汗状態とは汗で皮膚表面が濡れた状態をさす。
図３から明らかなように発汗状態は本発明の皮膚表面の
インピーダンスを測定することにより精度良く評価でき
ることが分った。また、測定ばらつきも小さく安定した
値が得られた。従来の定電流法や定電圧法による電気抵
抗測定においては、発汗状態と乾燥状態の差異は分るが
細かい発汗状態を評価するには測定値がばらつき過ぎて
不可能であった。さらに、図４に室温を低下させて汗が
引いた場合のインピーダンス変化を示したが、通気孔部
５のないセンサでは、インピーダンスの戻りが通気孔部
を設けたセンサより悪かった。これは、センサと皮膚間
の汗が保持され蒸発できないことが原因と考えられる。
以上より、通気孔部５を付加することにより発汗の出
現、汗の引き状態を精度よく検出することが可能となっ
た。
【００１１】なお、測定周波数については１０Ｈｚから
１０ＭＨｚまでの範囲で評価することができた。周波数
が高くなるに連れてインピーダンスの値が小さくなるが
ばらつきも小さくなるのでインピーダンスの変化を追い
かけることで発汗を評価できる。本実験に用いたセンサ
ヘッドの場合、測定周波数が２０ＫＨｚ以下では乾燥状
態は測定不能であり、発汗状態において観測可能とな
る。
１０ＭＨｚまでの範囲で評価することができた。周波数
が高くなるに連れてインピーダンスの値が小さくなるが
ばらつきも小さくなるのでインピーダンスの変化を追い
かけることで発汗を評価できる。本実験に用いたセンサ
ヘッドの場合、測定周波数が２０ＫＨｚ以下では乾燥状
態は測定不能であり、発汗状態において観測可能とな
る。
【００１２】電極保持部のセラミックスをテフロン加工
により撥水処理して発汗センサを実施例１と同様に作製
した。処理をしないで作製したセンサでは、通気孔部の
高さが十分でない場合、多孔質の内部に汗がトラップさ
れインピーダンスが大きく低下し、皮膚上の湿り具合い
を検出できない場合があったが、処理をすることで汗が
はじかれるため、別のパスができることなく、精度良く
発汗状態を測ることができた。撥水処理としては、シリ
コンコーティングした樹脂を用いても同様な効果が得ら
れた。また、疎水性の樹脂で電極保持部を形成してもよ
い。
により撥水処理して発汗センサを実施例１と同様に作製
した。処理をしないで作製したセンサでは、通気孔部の
高さが十分でない場合、多孔質の内部に汗がトラップさ
れインピーダンスが大きく低下し、皮膚上の湿り具合い
を検出できない場合があったが、処理をすることで汗が
はじかれるため、別のパスができることなく、精度良く
発汗状態を測ることができた。撥水処理としては、シリ
コンコーティングした樹脂を用いても同様な効果が得ら
れた。また、疎水性の樹脂で電極保持部を形成してもよ
い。
【００１３】本発明の発汗センサの取り付け位置は、時
計バンドの内側、指輪、ヘアバンド等体表面に接触でき
る位置であれがよく特に限定されるものではないが、装
着位置として、ポータブル手首装着型がより正確に発汗
状態を検知できた。
計バンドの内側、指輪、ヘアバンド等体表面に接触でき
る位置であれがよく特に限定されるものではないが、装
着位置として、ポータブル手首装着型がより正確に発汗
状態を検知できた。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明においては被測定
者の発汗状態を精度良く評価することを可能とする。
者の発汗状態を精度良く評価することを可能とする。
【図１】本発明の一実施例の発汗センサの断面図
【図２】本発明の異なる実施例の発汗センサの断面図
【図３】本発明の実施例の発汗センサの応答特性図
【図４】本発明の実施例の発汗センサの応答特性図
１ センサヘッド基材
２ 露出電極
３ リード電極
４ 電気回路部
５ 通気孔部
６ 多孔体
７ バンド
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 有田 浩二
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド
部が、少なくとも２個以上の露出電極を具備し、前記電
極保持部とおよび前記電極間に通気孔部を形成し、、前
記電極間の皮膚表面のインピ−ダンスを測定して発汗状
態を検知することを特徴とする発汗センサ。 - 【請求項２】 露出電極間に多孔体を配して通気孔部と
したことを特徴とする請求項１記載の発汗センサ。 - 【請求項３】 多孔体の人体皮膚に接する面に凹部を形
成したことを特徴とする請求項２記載の発汗センサ。 - 【請求項４】 電極保持部の表面を疎水性にしたことを
特徴とする請求項１、２または３記載の発汗センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15297891A JPH053875A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 発汗センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15297891A JPH053875A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 発汗センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053875A true JPH053875A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15552292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15297891A Pending JPH053875A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 発汗センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053875A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2170024A1 (es) * | 2000-11-30 | 2002-07-16 | Univ Valladolid | Equipo de medicion ciclica de parametros fisiologicos y mecanicos durante el esfuerzo fisico en deportistas en general y en ciclistas en particular. |
| JP2009505712A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-02-12 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 皮膚の水分量を測定する方法 |
| JP2009508543A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-03-05 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 頭皮の健康の予測子として湿分を測定する方法 |
| JP2020044129A (ja) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | マツダ株式会社 | 汗検出装置 |
| WO2022191323A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 国立大学法人東京大学 | 皮膚抵抗計測装置、皮膚の応答能の評価方法、及び行動情動判定方法 |
| US12004873B2 (en) | 2017-08-08 | 2024-06-11 | Sony Corporation | Information processing device, and method of ventilating information processing device |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP15297891A patent/JPH053875A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2170024A1 (es) * | 2000-11-30 | 2002-07-16 | Univ Valladolid | Equipo de medicion ciclica de parametros fisiologicos y mecanicos durante el esfuerzo fisico en deportistas en general y en ciclistas en particular. |
| JP2009505712A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-02-12 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 皮膚の水分量を測定する方法 |
| JP2009508543A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-03-05 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 頭皮の健康の予測子として湿分を測定する方法 |
| US12004873B2 (en) | 2017-08-08 | 2024-06-11 | Sony Corporation | Information processing device, and method of ventilating information processing device |
| JP2020044129A (ja) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | マツダ株式会社 | 汗検出装置 |
| WO2022191323A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 国立大学法人東京大学 | 皮膚抵抗計測装置、皮膚の応答能の評価方法、及び行動情動判定方法 |
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