專利名稱：電場(chǎng)控制裝置以及檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電場(chǎng)控制裝置以及檢測(cè)裝置，適用于例如非侵入性地檢測(cè)血管狀態(tài)的情況。
背景技術(shù)：
以往，作為這種檢測(cè)裝置之一，已經(jīng)由本申請(qǐng)人提出了如下裝置著眼于低頻帶中的各組織的電氣特性(相對(duì)介電常數(shù)以及導(dǎo)電率)明顯不同的情形，根據(jù)生物體組織中的阻抗的變化，從表皮上非侵入性地檢測(cè)血管的狀態(tài)(參照專利文獻(xiàn)1)。
具體來(lái)說(shuō)，該檢測(cè)裝置從多個(gè)電極分別檢測(cè)配置在從該多個(gè)電極分別產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體的阻抗，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)生物體內(nèi)部有無(wú)血液等。
另一方面，在該檢測(cè)裝置中，設(shè)置有以與多個(gè)電極電氣分離的狀態(tài)將這些電極分別隔開(kāi)的導(dǎo)電性部件，該部件利用其分隔面縮小從各電極分別產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)的范圍。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2005-073974發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在這種結(jié)構(gòu)的檢測(cè)裝置中，由于導(dǎo)電性部件僅僅設(shè)置在電極周圍，因此，電位根據(jù)從該電極發(fā)出的準(zhǔn)靜電場(chǎng)而變化。由此，在該檢測(cè)裝置中，由于準(zhǔn)靜電場(chǎng)被發(fā)送到導(dǎo)電性部件外部，因此該準(zhǔn)靜電場(chǎng)的發(fā)送效率低。
本發(fā)明是考慮以上問(wèn)題而完成的，提出了能夠更高效率地發(fā)送電場(chǎng)的電場(chǎng)控制裝置以及能夠提高檢測(cè)精度的檢測(cè)裝置。
用于解決問(wèn)題的手段為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是一種對(duì)電場(chǎng)施加對(duì)象施加電場(chǎng)的電場(chǎng)控制裝置，設(shè)置有產(chǎn)生電場(chǎng)的第一電極以及第二電極；配置在第一電極以及第二電極的周圍并與該第一電極以及第二電極連接的框部；設(shè)置在框部的一端上的開(kāi)口部；輸出單元，其向第一電極輸出第一信號(hào)，并且向第二電極輸出第二信號(hào)，在輸出單元中在從第一電極以及第二電極產(chǎn)生了電場(chǎng)的情況下，將第二信號(hào)輸出到第二電極，使得框部的電位不隨時(shí)間變化而恒定。
因此，在該電場(chǎng)控制裝置中，由第二電極管理抑制框部由于從輸出第一信號(hào)的第一電極產(chǎn)生的電場(chǎng)而振動(dòng)的功能，因此，與該框部是否接地?zé)o關(guān)地，從輸出第一信號(hào)的第一電極產(chǎn)生的電場(chǎng)和從輸出第二信號(hào)的第二電極產(chǎn)生的電場(chǎng)相互抵消，不會(huì)由于框部的振動(dòng)而使電場(chǎng)漏到其外部，在開(kāi)口部的方向上施加電場(chǎng)。結(jié)果，在該電場(chǎng)控制裝置中，可以降低來(lái)自框部外部的對(duì)電場(chǎng)的影響，并且可以將該電場(chǎng)限制在開(kāi)口部的方向上。
此外，本發(fā)明是一種檢測(cè)生物體中的規(guī)定的檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)裝置，設(shè)置有第一電極以及第二電極；配置在第一電極以及第二電極的周圍并與該第一電極以及第二電極連接的框部；設(shè)置在框部的一端上的開(kāi)口部；輸出單元，其將第一信號(hào)以及第二信號(hào)輸出到所對(duì)應(yīng)的第一電極以及第二電極，第一信號(hào)以及第二信號(hào)具有使在從第一電極以及第二電極經(jīng)過(guò)開(kāi)口部形成的電場(chǎng)中在規(guī)定的距離處準(zhǔn)靜電場(chǎng)的強(qiáng)度比感應(yīng)電磁場(chǎng)強(qiáng)的頻率；阻抗檢測(cè)單元，從第一電極以及第二電極檢測(cè)出配置在電場(chǎng)中的生物體的阻抗；以及膠體檢測(cè)單元，根據(jù)檢測(cè)出的各阻抗的差別，檢測(cè)生物體內(nèi)部有無(wú)膠體，在輸出單元中在從第一電極以及第二電極產(chǎn)生了電場(chǎng)的情況下，將第二信號(hào)輸出到第二電極，使得框部的電位不隨時(shí)間變化而恒定。
因此，在該檢測(cè)裝置中，由第二電極管理抑制框部由于從輸出第一信號(hào)的第一電極產(chǎn)生的電場(chǎng)而振動(dòng)的功能，因此，與該框部是否接地?zé)o關(guān)地，從輸出第一信號(hào)的第一電極產(chǎn)生的電場(chǎng)和從輸出第二信號(hào)的第二電極產(chǎn)生的電場(chǎng)相互抵消，不會(huì)由于框部的振動(dòng)而使電場(chǎng)漏到其外部，在開(kāi)口部的方向上施加電場(chǎng)。結(jié)果，在該檢測(cè)裝置中，可以降低來(lái)自框部外部的對(duì)電場(chǎng)的影響，并且可以將該電場(chǎng)限制在開(kāi)口部的方向上，因此，可以根據(jù)阻抗的差別正確地檢測(cè)出生物體內(nèi)部有無(wú)膠體。
發(fā)明的效果如上所述，本發(fā)明通過(guò)降低來(lái)自框部外的對(duì)電場(chǎng)的影響、且將該電場(chǎng)限制(絞り込む)在開(kāi)口部的方向上，可實(shí)現(xiàn)能夠更高效率地發(fā)送電場(chǎng)的電場(chǎng)控制裝置、以及能夠提高檢測(cè)精度的檢測(cè)裝置。


圖1是表示各組織中的頻率和相對(duì)介電常數(shù)之間的關(guān)系的示意圖。
圖2是表示各組織中的頻率和導(dǎo)電率之間的關(guān)系的示意圖。
圖3是表示與距離相對(duì)應(yīng)的各電場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度變化(1[MHz])的示意圖。
圖4是表示與距離相對(duì)應(yīng)的各電場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度變化(10[MHz])的示意圖。
圖5是表示第一仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案的圖表。
圖6是表示第二仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案的圖表。
圖7是表示第三仿真模型的示意圖。
圖8是表示第三仿真結(jié)果的圖表。
圖9是表示第三仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(1)的圖表。
圖10是表示第三仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(2)的圖表。
圖11是表示第三仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(3)的圖表。
圖12是表示第三仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(4)的圖表。
圖13是表示本實(shí)施方式的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖14是表示信號(hào)輸出控制部的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15是表示血管檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖16是用于說(shuō)明阻抗的檢測(cè)單位的示意圖。
圖17是用于說(shuō)明置換為矩陣的示意圖。
圖18是表示距成為最小阻抗的位置的距離與在該距離處的阻抗之間的關(guān)系的示意圖。
圖19是表示詞典數(shù)據(jù)的內(nèi)容的示意圖。
圖20是表示第四仿真模型的示意圖。
圖21是表示第四仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(Eb＝0.12[V])的圖表。
圖22是表示第四仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(Eb＝0.15[V])的圖表。
圖23是表示第四仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(Eb＝0.17[V])的圖表。
圖24是表示第四仿真的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案(Eb＝0.20[V])的圖表。
圖25是表示在圖23的B-B’剖面中的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案的圖表。
圖26是表示框的電氣特性是εr＝1800000、σ＝0[S/m]時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案的圖表。
圖27是表示框的電氣特性是εr＝20000、σ＝0[S/m]時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖案的圖表。
圖28是表示其他實(shí)施方式的信號(hào)輸出控制部的結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1檢測(cè)裝置；2阻抗檢測(cè)部；3血管檢測(cè)部；20、40信號(hào)輸出控制部；21阻抗運(yùn)算部；25信號(hào)發(fā)送源；26放大器；27變壓器；41非反轉(zhuǎn)放大電路；42反轉(zhuǎn)放大電路；31CPU；32ROM；33RAM；34高速緩沖存儲(chǔ)器；Ea、Eb電極；FM導(dǎo)體框；UT1～UTn電極單元；VR1、VR2可變電阻；CC1、CC2直流截止電容器；CM1～CMn電流計(jì)；VM電壓計(jì)；IP1～I(xiàn)Pn阻抗數(shù)據(jù)；DC詞典數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
(1)血管狀態(tài)檢測(cè)方法的概要在圖1中示出人體內(nèi)部的各組織中的頻率和相對(duì)介電常數(shù)之間的關(guān)系，在圖2中示出該頻率和導(dǎo)電率之間的關(guān)系。此外，用指數(shù)表示這些圖中的頻率、相對(duì)介電常數(shù)以及導(dǎo)電率。從該圖1以及圖2可知，各組織中的相對(duì)介電常數(shù)以及導(dǎo)電率是特有的，但是在高頻帶中變得密集，因此不利于檢測(cè)特定的組織。
與此相對(duì)，各組織中的相對(duì)介電常數(shù)以及導(dǎo)電率在低頻帶中每個(gè)組織的差異較大，因此，有利于檢測(cè)特定的組織。特別地，血液在1[MHz]～10[MHz]左右與其他組織明顯不同，因此有利于作為檢測(cè)對(duì)象。
著眼于該低頻帶中的各組織的電氣特性(相對(duì)介電常數(shù)以及導(dǎo)電率)明顯不同的情形，在本實(shí)施方式中，根據(jù)生物體組織中的阻抗的變化，從表皮上非侵入性地檢測(cè)血管的狀態(tài)。
具體地說(shuō)，將生物體中的各種生物體組織的電氣特性分散的頻帶的信號(hào)施加到多個(gè)電極，從各電極分別檢測(cè)配置在從該各電極分別發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體的阻抗。
該阻抗隨著電極位置靠近血管(血液)而變小，因此，可根據(jù)從各電極分別檢測(cè)出的阻抗的差別，判斷在哪一個(gè)電極下有血管。
此外，阻抗隨著電極位置靠近血管(血液)而變小，因此，可根據(jù)從檢測(cè)出阻抗最小的電極到周邊電極的距離、以及由該周邊電極檢測(cè)出的阻抗值，判斷血管的粗細(xì)以及從生物體表面到血管的深度。
此外，已經(jīng)由本申請(qǐng)人公開(kāi)了這些事項(xiàng)，關(guān)于詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參照例如特開(kāi)2005-073974的具體實(shí)施方式
中的“(2)仿真”。
(2)頻率和電場(chǎng)之間的關(guān)系以上敘述了由于各組織中的導(dǎo)電率以及相對(duì)介電常數(shù)在低頻帶中分散而有利于檢測(cè)特定的組織的情況，在此，說(shuō)明該頻率和電場(chǎng)之間的關(guān)系。
關(guān)于電場(chǎng)，產(chǎn)生以下場(chǎng)的合成電場(chǎng)與距電場(chǎng)發(fā)生源的距離成線性反比例的放射電場(chǎng)、與距電場(chǎng)發(fā)生源的距離的二次方成反比例的感應(yīng)電磁場(chǎng)、以及與距電場(chǎng)發(fā)生源的距離的三次方成反比例的準(zhǔn)靜電場(chǎng)。
在準(zhǔn)靜電場(chǎng)中對(duì)距離具有高分辨率，因此如果從電場(chǎng)發(fā)生源產(chǎn)生的電場(chǎng)之中的感應(yīng)電磁場(chǎng)以及放射電場(chǎng)的強(qiáng)度減弱，則可高精度地測(cè)量生物體組織的阻抗。
在此，將放射電場(chǎng)、感應(yīng)電磁場(chǎng)以及準(zhǔn)靜電場(chǎng)各自的相對(duì)強(qiáng)度與距離之間的關(guān)系進(jìn)行圖表化時(shí)成為如圖3所示的結(jié)果。其中，在該圖3中，利用指數(shù)表示1[MHz]中的各電場(chǎng)各自的相對(duì)強(qiáng)度與距離之間的關(guān)系。
從該圖3可知，存在使放射電場(chǎng)、感應(yīng)電磁場(chǎng)以及準(zhǔn)靜電場(chǎng)各自的相對(duì)強(qiáng)度相等的距離(以下，將其稱為強(qiáng)度邊界點(diǎn))。在這種情況下，在比強(qiáng)度邊界點(diǎn)遠(yuǎn)的空間中，放射電場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)(比感應(yīng)電磁場(chǎng)、準(zhǔn)靜電場(chǎng)的強(qiáng)度大的狀態(tài))，與此相對(duì)，在比強(qiáng)度邊界點(diǎn)近的空間中，準(zhǔn)靜電場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)(比放射電場(chǎng)、感應(yīng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度大的狀態(tài))。
在從電場(chǎng)強(qiáng)度的觀點(diǎn)導(dǎo)出麥克斯韋方程式的情況下，設(shè)該距離為r[m]、波數(shù)為k[1/m]時(shí)，該強(qiáng)度邊界點(diǎn)可以表示為下式。
式1r=1k...(1)]]>并且，在設(shè)電場(chǎng)的介質(zhì)中的傳播速度為v[m/s]、頻率為f[H/z]時(shí)，(1)式中的波數(shù)k可以表示為下式，式2k=2πfv...(2)]]>此外，在設(shè)光速為c[m/s](c＝3×108)、介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為ε時(shí)，電場(chǎng)的傳播速度v可以表示為下式，式3v=cϵ...(3)]]>由此，強(qiáng)度邊界點(diǎn)可以表示為在(1)式中代入了(2)式以及(3)式并整理后的下式。
式4r=c2πf·ϵ...(4)]]>從該(4)式可知，在加寬處于強(qiáng)度比放射電場(chǎng)以及感應(yīng)電磁場(chǎng)大的狀態(tài)的準(zhǔn)靜電場(chǎng)的空間(以下，將其稱為準(zhǔn)靜電場(chǎng)優(yōu)勢(shì)空間)的情況下，與頻率有著密切聯(lián)系，頻率越低，準(zhǔn)靜電場(chǎng)優(yōu)勢(shì)空間越大(即，頻率越低，圖4中示出的到強(qiáng)度邊界點(diǎn)的距離就越長(zhǎng)(即向右移動(dòng)))。與此相對(duì)，頻率越高，準(zhǔn)靜電場(chǎng)優(yōu)勢(shì)空間越窄(即，頻率越高，圖4中示出的到強(qiáng)度邊界點(diǎn)的距離就越短(即向左移動(dòng)))。
例如，在選定了10[MHz]的情況下，如果假設(shè)人體的相對(duì)介電常數(shù)同樣為50，則根據(jù)上述的(4)式，比0.675[m]近的位置成為準(zhǔn)靜電場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)的空間。在該選定了10[MHz]的情況下，將放射電場(chǎng)、感應(yīng)電磁場(chǎng)以及準(zhǔn)靜電場(chǎng)各自的相對(duì)強(qiáng)度與距離之間的關(guān)系進(jìn)行圖表化時(shí)，成為如圖4所示的結(jié)果。
從該圖4也可知，離電場(chǎng)發(fā)生源0.01[m]地點(diǎn)的準(zhǔn)靜電場(chǎng)的強(qiáng)度與感應(yīng)電磁場(chǎng)相比約大18.2[dB]。因此，這種情況下的準(zhǔn)靜電場(chǎng)可以看作沒(méi)有感應(yīng)電磁場(chǎng)以及放射電場(chǎng)的影響。
可知如果這樣選定低頻帶，則由于從電場(chǎng)發(fā)生源產(chǎn)生的電場(chǎng)之中的感應(yīng)電磁場(chǎng)以及放射電場(chǎng)的強(qiáng)度減弱，可高精度地檢測(cè)生物體組織的阻抗。此外，關(guān)于詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參照例如特開(kāi)2005-073974的具體實(shí)施方式
中的“(3)頻率和電場(chǎng)之間的關(guān)系”。
如上所述，在低頻帶中，不僅從各組織中的導(dǎo)電率以及相對(duì)介電常數(shù)的觀點(diǎn)考慮，即使從感應(yīng)電磁場(chǎng)以及放射電場(chǎng)的影響的觀點(diǎn)來(lái)考慮，也有利于檢測(cè)特定的組織。
(3)準(zhǔn)靜電場(chǎng)的定向性控制另外，已經(jīng)敘述了如下情形對(duì)于配置在生物體表面上的電極施加低頻帶的信號(hào)，根據(jù)配置在從該電極發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體的阻抗，可檢測(cè)特定的組織(特別是血管)。
然而，由于準(zhǔn)靜電場(chǎng)從電極向周圍等部擴(kuò)展，因此沒(méi)有照射到生物體上的準(zhǔn)靜電場(chǎng)與生物體以外的變動(dòng)要素之間的相互作用結(jié)果對(duì)配置在該準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體的阻抗產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致違背提高檢測(cè)精度的目的的結(jié)果。
為了抑制這種沒(méi)有照射到生物體上的準(zhǔn)靜電場(chǎng)，考慮如下的方法對(duì)電極設(shè)置導(dǎo)體的框(以下，將其稱為導(dǎo)體框)使其包圍除了照射方向(即配置在生物體的表面上的方向)之外的全部方位，并將該導(dǎo)體框接地。
利用該方法，導(dǎo)體框中的電荷集中在框內(nèi)表面使得抵消從電極發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)，因此抑制沒(méi)有照射到生物體上的準(zhǔn)靜電場(chǎng)，準(zhǔn)靜電場(chǎng)僅在照射方向(即，配置在生物體的表面上的方向)上擴(kuò)展。結(jié)果，生物體以外的變動(dòng)要素不會(huì)影響配置在準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體的阻抗。
然而，這種方法限于假定導(dǎo)體框中導(dǎo)體電氣性地接地、自由電子在與接地之間移動(dòng)而始終為“0”的時(shí)候，即限定于能夠充分接地的條件的時(shí)候。例如，如安裝在便攜設(shè)備中等那樣，在接地不穩(wěn)定的情況或者不能接地的情況下，在這種情況下的仿真(以下，將其稱為第一仿真)中成為如圖5所示的電場(chǎng)分布圖案。慎重起見(jiàn)，附加該圖5中示出的電場(chǎng)分布圖案作為參考圖1。
此外，該第一仿真的模型采用了半徑為0.5[mm]的圓筒狀的電極，作為包圍該電極的導(dǎo)體框，采用了內(nèi)徑為1.0[mm]以及外徑為1.5[mm]的剖面為凹型圓筒狀的導(dǎo)體框。此外，導(dǎo)體框處于沒(méi)有接地的狀態(tài)、即電浮置的狀態(tài)，在該電極上施加了頻率為10[MHz]的信號(hào)。而且，設(shè)生物體中的電氣特性與肌肉等價(jià)(相對(duì)介電常數(shù)為170，導(dǎo)電率為0.6[S/m])。
從該第一仿真中的電場(chǎng)分布圖案也可知，在不能接地的狀況下，準(zhǔn)靜電場(chǎng)擴(kuò)展到導(dǎo)體框外部。這是因?yàn)樵陔姌O和導(dǎo)體框之間產(chǎn)生電位差的緣故。
另一方面，代替第一仿真的模型中采用的圓筒狀的電極，在采用了半徑為0.5[mm]的圓盤狀的一對(duì)電極(偶極子)的情況下，在該情況下的仿真(以下，將其稱為第二仿真)中成為如圖6所示的電場(chǎng)分布圖案。慎重起見(jiàn)，附加該圖6中示出的電場(chǎng)分布圖案作為參考圖2。
從該第二仿真的電場(chǎng)分布圖案也可知，從一對(duì)電極(偶極子)產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)由于相位互相完全相反，因此互相抵消，結(jié)果，幾乎不會(huì)發(fā)生準(zhǔn)靜電場(chǎng)擴(kuò)展到導(dǎo)體框外部的情形。
然而，在一對(duì)電極(偶極子)的側(cè)面之中最接近導(dǎo)體框內(nèi)壁的部分中，在該電極和導(dǎo)體框之間產(chǎn)生電位差，因此，準(zhǔn)靜電場(chǎng)擴(kuò)展到一對(duì)電極(偶極子)的法線方向上的生物體表面附近，結(jié)果，不能限于電極下方而檢測(cè)生物體的阻抗。
因此，認(rèn)為如果對(duì)一對(duì)電極分別施加獨(dú)立的信號(hào)使得導(dǎo)體框的電位不發(fā)生變化(即，使電位固定)，則能夠?qū)?zhǔn)靜電場(chǎng)的定向性控制成限于電極正下方，對(duì)其進(jìn)行仿真(以下，將其稱為第三仿真)。
如圖7所示，該第三仿真的模型由以下部分構(gòu)成圓盤狀的電極Ea、以該電極Ea為中心對(duì)稱地包圍該電極Ea的環(huán)狀的電極Eb、以及關(guān)于除了成為電場(chǎng)照射方向的開(kāi)口部OP之外的全部方位以該電極Ea為中心對(duì)稱地覆蓋和包圍這些電極Ea、Eb的導(dǎo)體框FM。此外，在該第三仿真的模型中，電極Ea、Eb配置在同一平面上，且配置成與導(dǎo)體框FM的開(kāi)口部OP的面接觸。
該電極Ea的半徑為0.5[mm]，電極Eb采用內(nèi)徑為1.0[mm]以及外徑為1.5[mm]的電極，此外，導(dǎo)體框FM的內(nèi)徑為3.0[mm]、外徑為3.5[mm]，并處于電浮置的狀態(tài)。此外，設(shè)生物體LB中的電氣特性與10[MHz]肌肉等價(jià)(相對(duì)介電常數(shù)為170，導(dǎo)電率為0.6[S/m])。
此外，設(shè)施加到電極Ea上的信號(hào)的頻率為10[MHz]且振幅為1[V]，施加到電極Eb上的信號(hào)的頻率為10[MHz]，其相位相對(duì)于施加到電極Ea上的信號(hào)偏離180[°]，可使振幅適當(dāng)變化，由此，驗(yàn)證了導(dǎo)體框FM和相當(dāng)于大地電位的接地板GND之間的電場(chǎng)強(qiáng)度。此外，在該電場(chǎng)強(qiáng)度足夠小的情況下，這表明導(dǎo)體框FM的電位沒(méi)有變化，可看作是恒定的。
圖8中示出該第三仿真結(jié)果，圖9至圖12中示出該仿真結(jié)果的一部分電場(chǎng)分布圖案。慎重起見(jiàn)，附加該圖9至12所示的電場(chǎng)分布圖案分別作為參考圖3至參考圖6。
如從這些圖8至圖12也可知，在第三仿真中，在將施加到核心的電極Ea上的信號(hào)的振幅設(shè)為1[V]時(shí)，如果將施加到包圍該核心的電極Ea的電極Eb上的信號(hào)的振幅設(shè)為0.17[V]，則準(zhǔn)靜電場(chǎng)不僅不會(huì)擴(kuò)展到導(dǎo)體框FM的外部，也不會(huì)擴(kuò)展到生物體表面附近。結(jié)果，可以限于電極下側(cè)而檢測(cè)生物體的阻抗。
然而，施加到電極Ea、Eb上的信號(hào)的振幅比根據(jù)電極形狀、電極配置方式以及導(dǎo)體框形狀而變化。因此，實(shí)際上，在組裝一對(duì)電極以及導(dǎo)體框的狀態(tài)下，通過(guò)實(shí)測(cè)在該導(dǎo)體框之中電極最接近其內(nèi)壁的部分的電場(chǎng)強(qiáng)度變小，決定施加到一對(duì)電極上的信號(hào)的振幅比。
這樣，如果對(duì)一對(duì)電極分別施加獨(dú)立的信號(hào)使得導(dǎo)體框的電位成為恒定，則可以將準(zhǔn)靜電場(chǎng)的定向性控制成限于電極正下方。結(jié)果，可以與接地環(huán)境無(wú)關(guān)地限于檢測(cè)電極下的生物體的阻抗，因此，不僅可以實(shí)現(xiàn)能夠提高檢測(cè)精度的檢測(cè)裝置、而且可以不考慮接地狀態(tài)而設(shè)置檢測(cè)裝置，因此變得方便。
此外，在上述的仿真中，采用了株式會(huì)社情報(bào)數(shù)理研究所的電磁波通用分析軟件“EEM-FDM”。它是關(guān)于所指定的頻率利用差分法使麥克斯韋方程式離散化、并計(jì)算空間中的電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及供電電極間的阻抗的軟件。
(4)實(shí)施方式(4-1)檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)下面，作為一個(gè)實(shí)施方式，圖13中示出從生物體組織的阻抗檢測(cè)特定組織的檢測(cè)裝置。該檢測(cè)裝置1由阻抗檢測(cè)部2和血管檢測(cè)部3構(gòu)成。
(4-2)阻抗檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)阻抗檢測(cè)部2具有與生物體中的檢測(cè)對(duì)象抵接的多個(gè)電極單元UT1～UTn。這些各電極單元UT1～UTn分別以圖7所示的一對(duì)電極Ea、電極Eb以及導(dǎo)體框FM為構(gòu)成單位。
即，各電極單元UT1～UTn分別由圓盤狀的電極Ea、以該電極Ea為中心對(duì)稱地包圍該電極Ea的環(huán)狀的電極Eb、以及在除了成為電場(chǎng)照射方向的開(kāi)口部OP之外的全部方位以該電極Ea為中心對(duì)稱地覆蓋和包圍這些電極Ea、Eb的導(dǎo)體框FM構(gòu)成，該電極Ea、Eb配置在同一平面上，且配置成與導(dǎo)體框FM的開(kāi)口部OP的面接觸。但是，各電極單元UT中的電極Ea、電極Eb以及導(dǎo)體框FM的尺寸也可以不是圖7所示的尺寸，可以適當(dāng)選定。
此外，這些電極單元UT1～UTn在其導(dǎo)體框FM的開(kāi)口部OP的開(kāi)口面處于同一平面上的狀態(tài)下配置成格子狀，連接相互鄰接的導(dǎo)體框FM而形成為一體，該導(dǎo)體框FM接地。但是，在該圖13中，為了方便，以排列成一列的狀態(tài)示出了電極單元UT1～UTn。
在此，導(dǎo)體框FM的材質(zhì)選定為具有柔軟性的材質(zhì)。由此，該電極單元UT1～UTn可以形成為一體，并對(duì)非直線性的生物體表面，分別密接配置成與各個(gè)導(dǎo)體框FM的開(kāi)口部OP的面接觸的電極Ea、Eb。
此外，從信號(hào)輸出控制部20向這些電極單元UT1～UTn中的一對(duì)電極Ea、Eb，提供例如選定為10[MHz]頻率的信號(hào)。以當(dāng)成為檢測(cè)對(duì)象的生物體組織的導(dǎo)電率以及相對(duì)介電常數(shù)在某個(gè)低頻帶以下時(shí)可以與其他組織明確地區(qū)分、或者此外成為檢測(cè)對(duì)象的生物體組織存在于離其表面大約多深等為指標(biāo)來(lái)選定該信號(hào)。
因此，在這些電極單元UT1～UTn中的電極Ea、Eb與生物體抵接的狀態(tài)下，從信號(hào)輸出控制部20向該電極Ea、Eb提供信號(hào)時(shí)，響應(yīng)于該信號(hào)，從該電極Ea、Eb產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)在電極附近的空間(到與所選定的頻率對(duì)應(yīng)的距離為止的空間)中以占優(yōu)勢(shì)的狀態(tài)(大于放射電場(chǎng)、感應(yīng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度的狀態(tài))照射到生物體上。
在這種情況下，向阻抗檢測(cè)部2中的阻抗運(yùn)算部21，經(jīng)過(guò)所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)SW1～SWn，輸入分別設(shè)置在信號(hào)發(fā)送源25以及各電極單元UT1～UTn之間的電流計(jì)CM1～CMn中的測(cè)量結(jié)果SA1～SAn，并且輸入電壓計(jì)VM對(duì)該信號(hào)發(fā)送源25的測(cè)量結(jié)果SV。
阻抗運(yùn)算部21根據(jù)電流計(jì)CM1的測(cè)量結(jié)果SA1和電壓計(jì)VM的測(cè)量結(jié)果SV之比、電流計(jì)CM2的測(cè)量結(jié)果SA2和電壓計(jì)VM的測(cè)量結(jié)果SV之比、……、電流計(jì)CMn的測(cè)量結(jié)果SAn和電壓計(jì)VM的測(cè)量結(jié)果SV之比，分別求出與各電極單元UT1～UTn對(duì)應(yīng)的阻抗值。此外，得到的該阻抗值為復(fù)數(shù)，但是當(dāng)檢測(cè)生物體時(shí)，最好采用實(shí)數(shù)分量、虛數(shù)分量以及這些分量的組合之中靈敏度高的分量。
然后，阻抗運(yùn)算部21將與電極單元UT1～UTn對(duì)應(yīng)的阻抗值分別作為數(shù)據(jù)(以下，將其稱為阻抗數(shù)據(jù))IP1～I(xiàn)Pn，輸出到血管檢測(cè)部3。
這樣，阻抗檢測(cè)部2可以檢測(cè)生物體組織的阻抗。
(4-3)信號(hào)輸出控制部的具體結(jié)構(gòu)下面，利用圖14具體說(shuō)明這種阻抗檢測(cè)部2中的信號(hào)輸出控制部20的結(jié)構(gòu)。
該信號(hào)輸出控制部20具有信號(hào)發(fā)送源25、放大器26以及變壓器27，從該信號(hào)發(fā)送源25發(fā)送的10[MHz]的正弦波信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器26放大后，輸出到變壓器27的初級(jí)線圈中。
該變壓器27的次級(jí)線圈的一端分別連接到各電極單元UT(UT1～UTn)中的電極Ea，另一方面，次級(jí)線圈的另一端分別連接到該電極單元UT中的電極Eb。
此外，在變壓器27的次級(jí)線圈中，以規(guī)定卷數(shù)間隔設(shè)置有多個(gè)抽頭(沒(méi)有圖示)，這些抽頭中的任一個(gè)抽頭連接到對(duì)各電極單元UT中的導(dǎo)體框FM的接地。
在如上所述組裝了電極單元UT1～UTn的狀態(tài)下，將該一個(gè)抽頭設(shè)為在該電極單元UT中的導(dǎo)體框FM之中電極Eb最接近其內(nèi)壁的部分的電場(chǎng)強(qiáng)度最小的抽頭。
由變壓器27升壓后的信號(hào)作為相位差為180[°]、且具有規(guī)定的振幅比的信號(hào)而輸出。該振幅比根據(jù)例如電極Ea、Eb間的距離與電極Eb以及導(dǎo)體框FM間的距離之間的關(guān)系、這些電極Ea、Eb以及導(dǎo)體框FM的形狀等電極單元UT的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)變化。
因此，在將由變壓器27升壓后的信號(hào)施加到各電極單元UT中的一對(duì)電極Ea、Eb上的情況下，從核心的電極Ea發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)在直到達(dá)到電極單元UT中的導(dǎo)體框FM為止抵消從包圍該核心的電極Ea的電極Eb發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)，可抑制該導(dǎo)體框FM的電位變動(dòng)。
結(jié)果，例如如圖11所示，對(duì)于每個(gè)電極單元UT，限于一對(duì)電極Ea、Eb下方的生物體而照射從各電極單元UT產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)。
這樣，信號(hào)輸出控制部20可以限于電極單元UT中的一對(duì)電極Ea、Eb下方而照射準(zhǔn)靜電場(chǎng)。
(4-4)血管檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)另一方面，如圖15所示，血管檢測(cè)部3通過(guò)在CPU(CentralProcessing Unit中央處理器)31上分別相互連接以下部分而構(gòu)成保存規(guī)定程序的ROM(Read Only Memory只讀存儲(chǔ)器)32、作為該CPU31的工作存儲(chǔ)器的RAM(Random Access Memory隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、高速緩沖存儲(chǔ)器34以及EEPROM(Electrically ErasableProgrammable ROM電可擦除只讀存儲(chǔ)器)35。
該CPU31按照保存在ROM32中的程序，適當(dāng)控制高速緩沖存儲(chǔ)器34、EEPROM35以及阻抗檢測(cè)部2(圖13)，由此執(zhí)行血管檢測(cè)處理。
即，CPU31對(duì)輸出到該電極單元UT的信號(hào)的輸出目的地進(jìn)行切換控制，使得對(duì)于各電極單元UT依次提供從信號(hào)發(fā)送源25(圖14)輸出的信號(hào)。
由此，與對(duì)全部電極單元UT1～UTn分別同時(shí)施加來(lái)自信號(hào)發(fā)送源25的信號(hào)的情況相比，CPU31可以預(yù)先避免由阻抗檢測(cè)部2檢測(cè)出基于從相互鄰接的電極產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)的相互作用的阻抗的情形。
而且，CPU31將從阻抗運(yùn)算部21依次提供的阻抗數(shù)據(jù)IP1～I(xiàn)Pn存儲(chǔ)到高速緩沖存儲(chǔ)器34中，如圖16所示，對(duì)于該存儲(chǔ)的阻抗數(shù)據(jù)IP1～I(xiàn)Pn，以m行n列的電極(以下，將其稱為單位電極組)SU為單位進(jìn)行處理。
具體來(lái)說(shuō)，如圖17所示，將阻抗數(shù)據(jù)IP1～I(xiàn)Pn的值置換為與電極配置對(duì)應(yīng)的矩陣，根據(jù)該矩陣，對(duì)每個(gè)單位電極組SU檢測(cè)最小的阻抗。如上所述，由于阻抗隨著電極配置位置靠近血液而變小，因此最小阻抗的位置(k0，j0)表示血管中的血流方向的剖面中心。
CPU31在檢測(cè)到最小阻抗的位置(k0，j0)的情況下，例如如圖18所示，根據(jù)離該最小阻抗的位置(k0，j0)的距離以及在該距離處的阻抗值，識(shí)別該位置(k0，j0)周邊的阻抗的變化，并且讀出預(yù)先記錄在EEPROM35中的詞典數(shù)據(jù)DC。
例如如圖19所示，該詞典數(shù)據(jù)DC是表示基準(zhǔn)位置(k，j)周邊的阻抗的變化和與該變化對(duì)應(yīng)的生物體內(nèi)的血管深度及血管直徑的數(shù)據(jù)。另外，圖18以及圖19為了方便，示出了從該位置(k，j)到j(luò)方向周邊的阻抗變化的程度和離該位置的距離。
CPU31根據(jù)該詞典數(shù)據(jù)DC，判斷與此時(shí)識(shí)別的阻抗的變化對(duì)應(yīng)的血管深度以及血管直徑。
這樣，CPU31可以將從與檢測(cè)出最小阻抗的位置(k0，j0)對(duì)應(yīng)的電極到該電極周邊的電極為止的距離和該距離處的阻抗值作為判斷基準(zhǔn)，即，將電極間的距離和從該電極檢測(cè)出的阻抗變化的程度作為基準(zhǔn)，判斷血管深度以及血管直徑。
根據(jù)該檢測(cè)裝置1，可以通過(guò)各種生物體組織的電氣特性分散的頻帶的準(zhǔn)靜電場(chǎng)對(duì)每個(gè)電極單元UT1～UTn檢測(cè)出阻抗，因此，即使生物體中的各種組織的電氣特性反映到阻抗中，也可以根據(jù)從各電極單元UT1～UTn檢測(cè)出的各阻抗的差別，正確地區(qū)分在該準(zhǔn)靜電場(chǎng)中有血液的情況和沒(méi)有血液的情況。
此外，由于各種生物體組織的電氣特性分散的頻帶為低頻帶，響應(yīng)于該低頻帶的信號(hào)而發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)的強(qiáng)度與放射電場(chǎng)以及感應(yīng)電磁場(chǎng)相比占優(yōu)勢(shì)，因此通過(guò)該準(zhǔn)靜電場(chǎng)對(duì)每個(gè)電極單元UT1～UTn檢測(cè)出的阻抗中，不會(huì)反映放射電場(chǎng)以及感應(yīng)電磁場(chǎng)的影響，因此可以更正確地區(qū)分有無(wú)血液。
而且，在準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體表面和電極之間存在衣服等原材料的情況下，通常由于該原材料的相對(duì)介電常數(shù)低，因此不會(huì)受到存在于該生物體表面以及電極間的原材料的影響，可以檢測(cè)出配置在準(zhǔn)靜電場(chǎng)中的生物體的阻抗。
此外，根據(jù)該檢測(cè)裝置1，以電極間的距離和從該電極檢測(cè)出的阻抗變化的程度為基準(zhǔn)來(lái)判斷血管的寬度(血管直徑)以及血管深度(圖18、圖19)，因此可以非侵入地正確獲取與血液有關(guān)的更多的信息。因此，即使生成血管直徑以及血管深度來(lái)作為生物體識(shí)別數(shù)據(jù)，也可以避免降低根據(jù)該生物體識(shí)別數(shù)據(jù)識(shí)別是否為本人的精度(FRR(False Rejection Rate錯(cuò)誤拒絕率)、FAR(FalseAcceptance Rate錯(cuò)誤接受率))。
(4-5)動(dòng)作以及效果在以上的結(jié)構(gòu)中，該檢測(cè)裝置1利用導(dǎo)體框FM，除了電場(chǎng)照射方向之外，包圍核心的電極Ea以及包圍該核心的電極Ea的電極Eb(參照?qǐng)D7的(B)等)，對(duì)該電極Ea輸出第一信號(hào)。另一方面，對(duì)電極Eb輸出以第一信號(hào)為基準(zhǔn)選定了其波形的第二信號(hào)(參照?qǐng)D8)，使得從一對(duì)電極Ea、Eb產(chǎn)生了準(zhǔn)靜電場(chǎng)的情況下的導(dǎo)體框FM的電位不是在空間上而是在時(shí)間上恒定。
因此，在該檢測(cè)裝置1中，由另一方電極Eb管理如下功能抑制導(dǎo)體框FM由于從輸出第一信號(hào)的一方電極Ea發(fā)送的準(zhǔn)靜電場(chǎng)而振動(dòng)。即，另一方電極Eb作為控制從一對(duì)電極Ea、Eb產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)的控制電極而發(fā)揮功能。
即，在該檢測(cè)裝置1中，可從該電極Eb得到在使導(dǎo)體框FM完全接地的情況下可能從該接地得到的電荷。因此，即使在將生物體配置成接觸導(dǎo)體框FM的開(kāi)口側(cè)的情況下，從一方電極Ea產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)在到達(dá)導(dǎo)體框FM之前與從另一方電極Eb產(chǎn)生的準(zhǔn)靜電場(chǎng)相互抵消，結(jié)果，不會(huì)由于導(dǎo)體框FM的振動(dòng)而使準(zhǔn)靜電場(chǎng)漏到其外部，通過(guò)該導(dǎo)體框FM的開(kāi)口面，在其開(kāi)口方向上施加電場(chǎng)(參照?qǐng)D11)。
這樣，在該檢測(cè)裝置1中，可以降低來(lái)自導(dǎo)體框FM外的對(duì)準(zhǔn)靜電場(chǎng)的影響，并且可以將該準(zhǔn)靜電場(chǎng)限制在施加對(duì)象上，因此可以根據(jù)阻抗的差別而正確地檢測(cè)生物體內(nèi)部有無(wú)膠體。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，通過(guò)使一對(duì)電極Ea、Eb之中的一方電極Eb作為控制電極發(fā)揮功能，可以降低來(lái)自導(dǎo)體框FM外的對(duì)準(zhǔn)靜電場(chǎng)的影響，并且將準(zhǔn)靜電場(chǎng)限制在應(yīng)當(dāng)為施加對(duì)象的開(kāi)口側(cè)上，因此可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)精度高的檢測(cè)裝置1。
(5)其他實(shí)施方式在上述實(shí)施方式中，敘述了作為一對(duì)電極的形狀而應(yīng)用圓盤狀的電極Ea和環(huán)狀的電極Eb的情況，但是本發(fā)明不限于此，也可以應(yīng)用其他各種形狀的電極。此外，一對(duì)電極彼此的形狀既可以相同，也可以不同。
此外，作為一對(duì)電極的位置關(guān)系，在上述實(shí)施方式中，將電極Ea和以該電極Ea為中心均勻地包圍該電極Ea的周圍的電極Eb配置在同一平面上、即在與電場(chǎng)照射方向正交的方向上以同心圓狀形成一對(duì)電極Ea、Eb，但是也可以不是同心圓狀，而是例如將一對(duì)電極排列配置等。
另外，例如，也可以將一對(duì)電極中的第一電極和第二電極配置在相互不同的面上，或者也可以代替將一對(duì)電極配置成接觸導(dǎo)體框FM的開(kāi)口部OP的面，而配置在由該導(dǎo)體框FM包圍的空間內(nèi)。
另外，例如，也可以將第二電極如下配置將通過(guò)第一電極且與電場(chǎng)照射方向(開(kāi)口部OP的開(kāi)口面)平行的軸設(shè)為對(duì)稱軸，對(duì)稱地包圍該第一電極。
重要的是將一對(duì)電極配置成通過(guò)一對(duì)電極形成電偶極子或者電多極子。此外，也可以將一對(duì)電極的一方或者雙方設(shè)為電偶極子或者電多極子。
這樣，作為第一電極和第二電極之間的位置關(guān)系、第一電極以及第二電極相對(duì)框部的位置關(guān)系，可以應(yīng)用各種方式。
此外，如果配置成使第一電極和第二電極之間的位置關(guān)系、第一電極以及第二電極相對(duì)框部的位置關(guān)系對(duì)稱，則與沒(méi)有配置的情況相比，與作為該一對(duì)電極以及導(dǎo)體框整體的均勻性的增加相應(yīng)地，可以使對(duì)一方電極輸出的第一信號(hào)和對(duì)另一方電極輸出的第二信號(hào)的波形近似。結(jié)果，可以比較容易地以第一信號(hào)為基準(zhǔn)選定第二信號(hào)的波形，使得在從一對(duì)電極產(chǎn)生電場(chǎng)的情況下導(dǎo)體框的電位恒定。
另外，在上述的實(shí)施方式中，敘述了作為框部應(yīng)用在除了成為電場(chǎng)照射方向的開(kāi)口部OP之外的全部方位以電極Ea為中心對(duì)稱地覆蓋和包圍電極Ea、Eb的導(dǎo)體框FM的情況，但是本發(fā)明不限于此，例如，也可以不在除了成為電場(chǎng)照射方向的開(kāi)口部OP之外的全部方位覆蓋和包圍，而使該導(dǎo)體框FM的側(cè)壁為柵狀等。
在此，圖20中示出將導(dǎo)體框FM的側(cè)壁設(shè)為柵狀的情況下的仿真(以下，將其稱為第四仿真)的模型，圖21至圖25示出了在與第三仿真相同的條件下對(duì)該第四仿真的模型進(jìn)行仿真的結(jié)果的一部分(與第三仿真對(duì)應(yīng)的部分)電場(chǎng)分布圖案。慎重起見(jiàn)，作為參考圖7至參考圖11分別添加了這些圖21至圖25中示出的電場(chǎng)分布圖案。
從這些圖21至圖25也可知，在第四仿真中，在將施加到核心的電極Ea上的信號(hào)的振幅設(shè)為1[V]時(shí)，如果將施加到包圍該核心的電極Ea的電極Eb上的信號(hào)的振幅設(shè)為0.15[V]，則準(zhǔn)靜電場(chǎng)不僅不會(huì)擴(kuò)展到導(dǎo)體框FM的外部，而且也不會(huì)擴(kuò)展到生物體表面附近。
但是，在該第四仿真中，雖然不會(huì)由于導(dǎo)體框FM的振動(dòng)而使電場(chǎng)漏到其外部，但是由于該導(dǎo)體框FM的側(cè)壁為柵狀，因此電場(chǎng)經(jīng)過(guò)其縫隙漏到其外部(特別地參照?qǐng)D25)。然而，在導(dǎo)體框FM的上方，不會(huì)有準(zhǔn)靜電場(chǎng)的泄漏，因此與像以往那樣僅對(duì)電極的周圍設(shè)置框的情況(圖5)相比，可以降低來(lái)自導(dǎo)體框FM外的對(duì)準(zhǔn)靜電場(chǎng)的影響，并且可以將該準(zhǔn)靜電場(chǎng)限制在照射對(duì)象上。
此外，框部不限于如上所述將導(dǎo)體框FM的側(cè)壁設(shè)為柵狀的情況，如果在電場(chǎng)照射方向上有開(kāi)口，則可以選定球狀、圓筒狀、圓錐狀、截錐狀或者任意的立體狀，關(guān)于其立體形狀的剖面或者底面形狀也不限于圓狀，可以選定四邊形、六邊形、星形或者任意的立體狀。
此外，作為框部，最好在除了電場(chǎng)照射方向以外的全部方位覆蓋和包圍一對(duì)電極，特別地，形成為在由與配置有電極的面正交的中心軸規(guī)定的圓筒形狀上附加了一方底面的形狀，將與該圓筒形狀的一方底面相對(duì)的另一方底面作為開(kāi)口部。這是因?yàn)榕c采用復(fù)雜的形狀等的情況相比，容易確保均勻性，因此可以比較容易地以第一信號(hào)為基準(zhǔn)選定第二信號(hào)的波形，使得在從一對(duì)電極產(chǎn)生電場(chǎng)的情況下導(dǎo)體框的電位恒定。
而且，該框部不限于導(dǎo)體。在此，作為框的電氣特性，在圖26中示出設(shè)相對(duì)介電常數(shù)為1800000、導(dǎo)電率為0[S/m]的情況下的仿真的電場(chǎng)分布圖案，并且在圖27中示出設(shè)相對(duì)介電常數(shù)為20000，導(dǎo)電率為0[S/m]的情況下的仿真的電場(chǎng)分布圖案。慎重起見(jiàn)，作為參考圖12以及參考圖13分別添加這些圖26以及圖27中示出的電場(chǎng)分布圖案。
從這些圖25以及圖26也可知，如果是具有非常高的介電常數(shù)的電介質(zhì)，則可以得到與導(dǎo)體的情況相同的結(jié)果。因此，如果具有一定的導(dǎo)電性，則不限于導(dǎo)體。
而且，在上述的實(shí)施方式中，敘述了作為向一對(duì)電極的一方輸出第一信號(hào)、并且向該一對(duì)電極的另一方輸出第二信號(hào)的輸出單元，應(yīng)用信號(hào)輸出控制部20(圖14)的情況，但是本發(fā)明不限于此，可以廣泛應(yīng)用于除此之外的裝置。
例如，作為生成相位差為180[°](相位相反)的輸出到電極Ea的第一信號(hào)和輸出到電極Eb的第二信號(hào)的單元，在上述的實(shí)施方式中使用了變壓器27(圖14)，但是如圖28中的信號(hào)輸出控制部40所示，可以使用非反轉(zhuǎn)放大電路41以及反轉(zhuǎn)放大電路42。
此外，此時(shí)，作為調(diào)整第一信號(hào)以及第二信號(hào)的振幅比的單元，在上述實(shí)施方式中是抽頭(沒(méi)有圖示)，但是在圖28所示的信號(hào)輸出控制部40中是非反轉(zhuǎn)放大電路41或者反轉(zhuǎn)放大電路42的可變電阻VR1、VR2。即使在使用了這種信號(hào)輸出控制部40的情況下，也可以得到與上述實(shí)施方式的情況相同的效果。
此外，關(guān)于第一信號(hào)以及第二信號(hào)，代替如信號(hào)輸出控制部20以及40那樣使相位差為180[°](相位相反)且使振幅比為規(guī)定值的結(jié)構(gòu)，例如也可以使用將振幅比設(shè)為相同、使相位差偏離規(guī)定角度的結(jié)構(gòu)。即使這樣也可以得到與上述實(shí)施方式的情況相同的效果。
此外，也可以使用由對(duì)電極Ea輸出第一信號(hào)的信號(hào)發(fā)生源和輸出第二信號(hào)的信號(hào)發(fā)生源構(gòu)成的信號(hào)輸出控制部，其中，以該第一信號(hào)為基準(zhǔn)而選定第二信號(hào)的波形使得從一對(duì)電極Ea、Eb產(chǎn)生電場(chǎng)的情況下導(dǎo)體框FM的電位恒定。即使這樣也可以得到與上述實(shí)施方式的情況相同的效果。
不限于這樣的例子，代替信號(hào)輸出控制部20，可以廣泛應(yīng)用其他各種單元。
此外，在上述實(shí)施方式中，敘述了使用準(zhǔn)靜電場(chǎng)檢測(cè)生物體的阻抗的情況，但是本發(fā)明不限于此，例如也可以用于使用感應(yīng)電磁場(chǎng)、準(zhǔn)靜電場(chǎng)在某特定范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的情況等。
在這種用途中，也可以降低來(lái)自導(dǎo)體框FM外的妨礙波的對(duì)通信對(duì)象的電場(chǎng)的影響，并且可以將該通信對(duì)象的電場(chǎng)限制在接收電極，結(jié)果，可以提高通信效率。
而且，在上述的實(shí)施方式中敘述了檢測(cè)有無(wú)血液的情況，但是本發(fā)明不限于此，例如可以檢測(cè)骨髓液、腦脊髓液以及淋巴液等膠體溶液、腸內(nèi)氣體以及肺內(nèi)氣體等生物體內(nèi)部的其他各種膠體的有無(wú)。在這種情況下，如果根據(jù)膠體的種類適當(dāng)變更電極的配置部位、施加到該電極上的信號(hào)的頻率，則可以與上述實(shí)施方式的情況下同樣地檢測(cè)應(yīng)該為目的的膠體的有無(wú)。
而且，在上述實(shí)施方式中，敘述了判斷包含血液的血管的寬度(血管直徑)以及生物體內(nèi)部中的血液(血管)的深度的情況，但是本發(fā)明不限于此，例如可以判斷包含骨髓液的骨髓組織的寬度以及深度、包含腦脊髓液的腦脊髓組織的寬度以及深度、包含淋巴液的淋巴管的寬度以及深度、包含腸內(nèi)氣體的大腸組織的寬度以及深度、包含肺內(nèi)氣體的肺組織的寬度以及深度等其他各種組織的斷層像。
而且，在上述實(shí)施方式中，敘述了判斷血液中的血球成分和血清成分的比率(血液粘度)的情況，但是本發(fā)明不限于此，例如也可以判斷骨髓液、腦骨髓液、淋巴液中的球成分和溶液成分的比率、腸內(nèi)氣體、肺內(nèi)氣體中的粒子成分和溶劑成分。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以用于識(shí)別生物體或者判斷生物體的狀態(tài)等。
權(quán)利要求
1.一種電場(chǎng)控制裝置，對(duì)電場(chǎng)施加對(duì)象施加電場(chǎng)，其特征在于，具有產(chǎn)生上述電場(chǎng)的第一電極以及第二電極；配置在上述第一電極以及上述第二電極的周圍并與該第一電極以及第二電極連接的框部；設(shè)置在上述框部的一端上的開(kāi)口部；輸出單元，其向上述第一電極輸出第一信號(hào)，并且向上述第二電極輸出第二信號(hào)，上述輸出單元在從上述第一電極以及上述第二電極產(chǎn)生了上述電場(chǎng)的情況下，將上述第二信號(hào)輸出到上述第二電極，使得上述框部的電位不隨時(shí)間變化而恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述輸出單元具有產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生上述第一信號(hào)和相對(duì)于該第一信號(hào)相位相反的上述第二信號(hào)；調(diào)整單元，調(diào)整上述第一信號(hào)以及上述第二信號(hào)的振幅比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述輸出單元輸出上述第一信號(hào)以及上述第二信號(hào)，上述第一信號(hào)以及上述第二信號(hào)具有在從上述開(kāi)口部向外部形成的上述電場(chǎng)中在規(guī)定的距離處準(zhǔn)靜電場(chǎng)的強(qiáng)度比感應(yīng)電磁場(chǎng)強(qiáng)的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述框部配置成以上述第一電極為中心、對(duì)稱地包圍上述第一電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述框部在除了上述開(kāi)口部以外的全部方位，覆蓋和包圍上述第一電極以及上述第二電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述第二電極配置成將通過(guò)上述第一電極且與電場(chǎng)照射方向平行的軸作為對(duì)稱軸、對(duì)稱地包圍上述第一電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述第一電極以及上述第二電極配置在同一面上，上述框部形成為如下形狀在由通過(guò)上述第一電極并與配置了上述電極的面正交的中心軸規(guī)定的圓筒形狀上付加了一方底面的形狀；上述開(kāi)口部是與上述框部的上述圓筒形狀中的上述一方底面相對(duì)的另一方底面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述第一電極以及上述第二電極配置成大致接觸上述開(kāi)口面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述第一電極是電偶極子或者電多極子。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述第一電極以及上述第二電極配置成根據(jù)上述第一電極以及上述第二電極而形成電偶極子或者電多極子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)控制裝置，其特征在于，上述框部由導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。
12.一種檢測(cè)裝置，檢測(cè)生物體中的規(guī)定的檢測(cè)對(duì)象，其特征在于，具有第一電極以及第二電極；配置在上述第一電極以及上述第二電極的周圍并與該第一電極以及第二電極連接的框部；設(shè)置在上述框部的一端上的開(kāi)口部；輸出單元，其將第一信號(hào)以及第二信號(hào)輸出到所對(duì)應(yīng)的上述第一電極以及上述第二電極，上述第一信號(hào)以及上述第二信號(hào)具有使在從上述第一電極以及上述第二電極經(jīng)過(guò)上述開(kāi)口部形成的電場(chǎng)中在規(guī)定的距離處準(zhǔn)靜電場(chǎng)的強(qiáng)度比感應(yīng)電磁場(chǎng)強(qiáng)的頻率；阻抗檢測(cè)單元，從上述第一電極以及上述第二電極檢測(cè)出配置在上述電場(chǎng)中的生物體的阻抗；以及膠體檢測(cè)單元，根據(jù)檢測(cè)出的各阻抗的差別，檢測(cè)上述生物體內(nèi)部有無(wú)膠體，上述輸出單元在從上述第一電極以及上述第二電極產(chǎn)生了上述電場(chǎng)的情況下，將上述第二信號(hào)輸出到上述第二電極，使得上述框部的電位不隨時(shí)間變化而恒定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電場(chǎng)控制裝置以及檢測(cè)裝置。提出能夠更高效率地發(fā)送準(zhǔn)靜電場(chǎng)的電場(chǎng)控制裝置以及能夠提高檢測(cè)精度的檢測(cè)裝置。設(shè)置有一對(duì)電極；除了電場(chǎng)照射方向之外包圍一對(duì)電極的導(dǎo)電性的框部；以及輸出單元，其向一對(duì)電極的一方輸出第一信號(hào)，并且向該一對(duì)電極的另一方輸出第二信號(hào)，對(duì)于第二信號(hào)，以第一信號(hào)為基準(zhǔn)選定了其波形，使得在從一對(duì)電極產(chǎn)生電場(chǎng)的情況下框部的電位恒定。
文檔編號(hào)G01N27/00GK101053516SQ20071009821
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者滝口清昭 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社