专利名称：测量设备的制作方法图10给出了根据本发明第七实施例的有源电极型测量设备的透视图；图11给出了根据本发明第八实施例的测量设备的透视图。固定组件11被固定到安置对象上。固定组件11被加工成环形，其可被固定到安置对象上。换句话说，固定组件11包括一个可装配到安置对象上的环形部分。安置对象是其上固定有测量设备10的对象。在测量设备10的情况下，安置对象是人体的手指。因此，固定组件11被加工成即就是圈形的环形，其可被固定在手指上。最好是固定组件的内径大约与安置对象的固定部分的外径相等，使得固定部分可稳定的固定在安置对象上。然而，必须判断固定组件11的内径在一范围内，使得可将固定组件11固定在安置对象上并且可从安置对象上移走。固定组件11构成了由固定组件11和电极12所形成的两层结构的内侧。此外，固定组件11包括一接触面，当固定组件被固定到安置对象上时则该接触面接触安置对象。具体地说，固定组件11包括这样的接触面，即当测量设备10被装配到手指上时则该接触面接触手指。在测量设备10中，环形固定组件11的整个内表面作为接触面。如图2所示，固定组件11是由非导电的材料制成的。为此，可接触即就是安置对象的手指的接触面11a是由非导电的材料制成的。因此，测量设备10通过使用固定组件11而对手指和电极12之间进行电绝缘。按照这种方式，固定组件11具有与安置对象相接触的非导电接触面11a。对于形成固定组件的非导电材料而言，可使用诸如塑料、树脂或橡胶这样的绝缘材料。另外，对于固定组件11而言，可使用立体型、薄片型、或通过涂敷环形电极12的内表面而形成的薄膜型。固定组件11支撑着电极12。更具体地说，单电极12位于固定组件11的接触面11a的相对侧，也就是说，位于环形固定组件11的外侧。因此，最好是固定组件11具有足够的宽度以装配单电极12并防止手指与电极的接触。例如，可将固定组件11的宽度设置为等于或大于电极12的宽度。在测量设备10中，固定组件11的宽度与电极12的宽度相等。电极12对测量对象的电压进行测量。如图1所示，单电极12位于固定组件11与手指的接触面11a的相对侧，手指即为安置对象。更具体地说，电极12被加工成环形以覆盖住环形固定组件11的外侧，且位于接触面11a的相对侧。电极12具有与固定组件11相同的宽度，并且当从上述角度来看测量设备10时，电极12的两端与固定组件11的两端彼此相等。从上述角度来看测量设备10相当于从看不见环形测量设备10的方向来看测量设备。此外，当电极12的宽度小于固定组件11的宽度时，电极12位于固定组件11上以至于位于固定组件11的宽度方向的内部。由此可见，当将测量设备10固定于安置对象上时，这可防止电极接触安置对象。电极12形成于由固定组件11和电极12所构成的两层结构的外侧。此外，电极12包括一测量面12a，该测量面接触测量对象并测量电势。在测量设备10中，固定组件11的接触面的相对侧的电极12的整个表面均作为测量表面12a。由测量设备10来测量作为一对象的测量对象的电压。测量对象包括诸如头、脸、胳膊、或腿这样的人体部分的表面皮肤。如果测量对象是头部的表面皮肤，则可根据所测量电压的变化来检测脑电波。如果测量对象是诸如嘴部的表面皮肤、胳膊的表面皮肤、或者腿部的表面皮肤，则可根据所测量电压的变化来检测肌电信号。如图2所示，电极12是由导电材料制成的。为此，接触头部或脸部表面皮肤的测量表面12a是由导电材料制成的，上述皮肤即为测量对象。因此，当将测量表面施压于测量对象以使其相接触时，电极感应产生了电压。按照这种方式，电极12测量电压。对于形成电极12的导电材料而言，可使用诸如银、白金、或氯化银。同时，对于电极12而言，可使用立体型、薄片型、或通过涂敷固定组件11环形的外表面而形成的薄膜型。
因此，如果固定组件11和电极12均是立体型，那么可通过将固定组件11装配到环形电极12内侧而形成包括有固定组件11和电极12的环形两层结构。此外，如果固定组件11和电极12均是薄片型，则通过将固定组件11附着于环形电极12的内侧而形成有固定组件11和电极12的环形两层结构。另外，如果固定组件11是立体型，电极12是薄片型或薄膜型，则可通过将薄片型的电极12附着于环形固定组件11的外侧，或通过将电极12的材料涂敷在环形固定组件11的外表面以形成薄膜型的电极12，而形成包括有固定组件11和电极12的环形两层结构。另外一方面，如果固定组件11是薄片型或薄膜型，电极12是立体型，则可通过将薄片型的固定组件11附着于环形电极12的内表面，或通过将固定组件11的材料涂敷在环形电极12的内表面以形成薄膜型的固定组件11，而形成包括有固定组件11和电极12的环形两层结构。
导线13是一传导物，用于将电极12所测量到的电压传送到外部。导线13的一端与电极12的测量面12a部分相连。导线13的另一端与外部设备相连。与导线相连的外部设备例如可以是一放大器、一计算单元、或一输出设备。放大器对电极12所测量到的电压进行放大。计算单元通过使用基于电极12所测量的电压的信号来进行处理。例如，计算单元根据所测量的电压来检测信号，并执行用于识别声音的语音识别处理、或通过使用上述信号来执行用于识别运动或动作的识别处理。输出设备包括一显示器或一打印机以输出所测量的电压或根据作为测量值的电压而检测出的信号。
此外，导线13对电极12所测量的电压进行传输并将该电压传送至诸如放大器、计算单元、或输出设备这样的外部设备。放大器或计算单元可根据从测量设备10处所接收到的测量对象的电压变化来检测诸如脑电波或肌电信号这样的生物医学信号。
接下来，对测量设备10所使用的测量电压的方法进行详细地说明。如图3所示，电压测量的受验者将两个测量设备10的固定组件11放在一个手指2上。由此可见，固定组件11被固定在手指2上。接下来，受验者将电极12施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的目标区域上以使其相接触。由此可见，在两个电极12之间感应产生了电压，因此电极12可测量电压。导线13对所测量的电压进行传输并将该电压传送至诸如放大器、计算单元、或输出设备之类的外部设备。因此，可通过导线13将所测量的电压传送至外部设备。诸如放大器或计算单元这样的外部设备可检测两个电极12间的电压差值的变化(该差值在下文中被称为“电势差”，并且该变化在下文中被称为“电势变化”)，并且可根据电势变化来检测诸如脑电波或肌电信号这样的生物医学信号。然后，计算单元可执行语音识别处理、或通过使用上述生物医学信号来执行用于识别运动或动作的识别处理。同时，输出设备输出所测量的电压或所检测到的作为测量值的生物医学信号。
这里，并不限制固定到安置对象上(受验者的手指2)的测量设备10的数目。然而，由于测量设备10包括单电极12，因此如果通过差动放大来检测信号或如果在多个部位均测量到电压，则将与测量部位相同数目的多个测量设备10固定到安置对象上。此外，其上固定有测量设备10的安置对象的位置并不局限于两者之一。尽管在图3中将两个电极12安装在单一手指2上，但是也可将电极12分别安装在两个手指上。
测量设备10包括固定组件11，并且电极12位于固定组件11与手指相接触的接触面11a的相对侧，该手指即为安置对象。因此，仅仅通过将固定组件11安装在手指2上即可将具有固定组件11的测量设备10固定在手指2上。因此，仅通过将电极12施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤3这样的目标区域上即可使测量设备10很容易的测量电压。其结果是，即使头部、脸部、胳膊、或者腿部的肌肉移动了并且其皮肤也移动了，测量设备10也可充分的跟随移动且可灵活的应对移动。
另外，因为固定组件11要安装在手指2上而将固定组件11加工成环形(也就是说，固定组件11包括环形部分以将其装配在手指上)，所以通过将环形固定组件安装在手指2上即可很容易且很稳固的将电极12固定在安置对象上，而无需使用带子。除此之外，在测量时，需要将电极施压于测量对象。因此，电极12本身或电极12的环绕组件无需是有粘性的。如上所述，不必利用带子或粘着剂将测量设备10固定在安置对象和测量对象上。因此，可抑制对安置对象和测量对象的不良影响，例如对手指2以及头部表面、脸部表面、胳膊表面、或者腿部表面的皮肤3的不良影响。
另外，因为测量设备10可将电极12固定在手指2上，因此很容易的将固定在手指上的电极12施压于皮肤3。因此，仅仅通过调节上述压力的程度即可很容易的调节电极12与测量对象的接触度。其结果时，测量设备10可更加灵活的应对肌肉的移动。
因此，可将测量设备10用作一种新颖的接触面以供在根据头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤3上的电势变化来检测生物医学信号，并且在分析和应用所述生物医学信号的情况下使用。更具体地说，当测量设备10被用作新的连接体时，测量设备10可充分的随着测量对象而移动，因此仅通过将电极12施压于对其进行测量的目标区域上即可很容易的对作为输入数据的电压进行测量。另外，测量设备10便于固定到手指2上，而无需遭受对手指2的皮肤的不良影响。按照这种方式，测量设备10可准确的测量电压，且由此实现了准确数据的输入。因此测量设备10还可解除了作为日常使用的连接体。这样，测量设备10必须满足连接体的条件。不必说的，对测量设备的使用并不局限于对脑电波或肌电信号进行检测这样的技术应用。还可为了医学的目的而利用测量设备10来很容易的测量脑电波和肌电信号。
此外，对于固定组件11而言，接触手指2的接触面11a是由非导电材料制成的，上述手指2即为安置对象。换句话说，固定组件11具有与安置对象相接触的非导电接触面11a。为此，在测量设备10中，固定组件11对手指2和电极12之间进行电绝缘。因此，电极12可只对头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤3上的电压进行适当的测量，皮肤3即为测量对象。换句话说，电极12只对必要的电压进行测量，而无需遭受诸如在手指2上所产生的电压这样的不必要电压的不良影响。另外，测量设备10可利用导线13将所测量的电压传送到外部。
因此，诸如放大器或计算单元这样的外部设备可根据电压只检测测量对象的电势变化，并且根据电势变化只检测测量对象的诸如肌电信号或脑电波这样的必要的生物医学信号。也就是说，诸如放大器或计算单元这样的外部设备可只检测必要的生物医学信号，而无需遭受诸如手指2的肌电信号这样的不必要的信号。另外，放大器或计算单元可将生物医学信号应用于诸如语音识别处理或用于识别运动或动作的识别处理这样的多种用途。
此外，测量设备10包括环形固定组件11和单电极12。环形固定组件11包括用于将其安装在手指2上的环形部分。因此，仅通过安装与测量部位的数目相同的多个测量设备10即可灵活的应对测量部位的数目变化。另外，仅通过改变安装在手指2上的固定组件11的位置，测量设备10即可很容易的改变用于测量的电极12间的距离。例如，通过将两个测量设备10安装在一个手指2上或者通过将两个测量设备分别安装在两个手指2上即可改变电极12间的距离。还可通过下述方法来很容易且很灵活的改变电极12间的距离，即通过将测量设备10分别安装在拇指和小指上或中指和无名指上而改变安装有测量设备10的手指；或通过张开或收拢安装有测量设备10的手指2。为此，诸如放大器或计算单元这样的外部设备可检测分离电极12间电势差，即两个分离点的电势差。
(第二实施例)如图4所示，测量设备20包括一固定组件21、电极22a和22b、以及导线23。对于测量设备20而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。
固定组件21被加工成环形，即圈形，其可被固定在作为安置对象的手指上。换句话说，固定组件11包括一环形部分以用于固定到安置对象上。两个电极22a和22b位于单一固定组件21与手指的接触面的相对侧，即位于固定组件21的外侧，该固定组件21具有和电极22a与电极22b间的间隔相等的间隙21a。具有和电极22a与电极22b间的间隔相等间隙的固定组件21具有足以安装两个电极22a和22b的宽度，这可以防止手指与22a和22b间的接触。在测量设备20中，固定组件21的宽度等于两个电极22a和22b的宽度与间隙21a的宽度之和。
在测量设备20中，将环形固定组件21的外侧加工成平面。当电极22a和22b位于固定组件21的外侧时，在其上形成了间隙21a，该间隙是在电极22a和22b之间所形成的凹状部分。根据上述方式很容易制造，因为简单的将固定组件21加工成环形。在这种情况下，固定组件21是由立体型或薄片型这样的非导电材料制成的，这样可将电极22a和22b固定到固定组件21上，同时提供了其间的间隙21a。
这里，还可形成非导电材料的凸状部分以填充环形固定组件21外侧上的间隙21a。按照这种方法，可提供两个电极22a和22b间的间隔以用非导电材料制成的凸状部分隔开两个电极22a和22b。在这种情况下，固定组件21还可由立体型或薄片型的非导电材料制成。或者，也可将电极22a和22b固定到组件的两端，这形成了凸状部分，并且也可利用通过涂敷环形电极22a和22b的内表面而形成的薄膜型材料作为固定组件21。
固定组件21是由非导电材料制成的。因此，固定组件21接触手指的接触面是由非导电材料制成的，上述手指即为安置对象。另外，其上安装有电极22a和22b的装配面也是由非导电材料制成的，该装配面位于固定组件21与作为安置对象的手指的接触面的相对侧。换句话说，固定组件21具有与安置对象的接触面相对的非导电体表面。由此可见，由固定组件21对手指和电极22a、22b进行电绝缘，并且电极22a和22b也是电绝缘的。固定组件21的其他方面基本上与图1所式的固定组件11相类似。
两个电极22a和22b位于单一固定组件21与手指的接触面的相对侧。电极22a和22b被加工成具有一定宽度的环形以覆盖住环形固定组件21的部分外侧。此外，电极22a和22b位于固定组件21的外侧，该固定组件21具有与电极22a和22b间的间隙21a相等的间隔。这样安放电极22a和22b使得电极22a和22b的宽度与间隙21a的宽度之和等于固定组件21的宽度，并且使得当从上述角度来看测量设备20时，位于间隙21a相对侧的每个电极22a和22b的一端均与固定组件21的两端相符。或者，也可以这样安放电极使得位于间隙21a相对侧的电极22a的一端面在宽度方向上位于固定组件21的一端面之内，同时位于间隙21a相对侧的电极22b的一端面在宽度方向上位于固定组件21的另一端面之内。因此，当将测量设备20安装到手指上时，可防止电极22a和22b与手指接触。
电极22a和22b的其他方面基本上与图1所式的电极12相类似。每个导线23的一端与电极22a和22b在其上与测量对象相接触并对电压进行测量的部分测量面相连。导线23的其他方面基本上与图1所式的导线13相类似。
基于利用测量设备20所测量的电压，受验者将单一测量设备20放在一个手指上。接下来，受验者将电极22a和22b施压于诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的对其进行测量的目标区域上使其相接触。按照这种方法，可在电极22a和22b间感应产生电压，电极22a和22b由此对电压进行测量。导线23将所测量的电压进行传输并将该电压传送到诸如放大器、计算单元、或输出设备这样的外部设备。由此，可通过导线13将所测量的电压传送至外部。放大器或计算单元检测两个电极22a和22b间的电势差，并且可根据电势变化来检测诸如脑电波或肌电信号这样的生物医学信号。然后，计算单元可执行语音识别处理、或通过使用上述生物医学信号来执行运动或动作的识别处理。输出设备输出所测量的电压或所检测到的作为测量值的信号。
根据测量设备20，电极22a和22b位于具有与这两个电极间的间隙21a相等间隔的单一固定组件21。此外，因为固定组件是由非导电材料制成的，因此其上安装有电极22a和22b的装配面也是由非导电材料制成的，该装配面位于固定组件21与作为安置对象的手指的接触面的相对侧。换句话说，固定组件21具有与安置对象的接触面相对的非导电体表面。因此，在由非导电材料所制成的固定组件21对电极22a和22b进行电绝缘且这两个电极间具有恒定间隔的情况下，测量设备20可将两个电极22a和22b与测量对象相连。按照这种方式，测量设备20可测量电极22a和22b间的电压差值，并且当电极22a和22b间具有恒定间隔时由此可测量这两个电极22a和22b间的电势变化。因此，例如当在恒定的测量条件下希望对电压进行测量时，该测量设备20则是有效的。另外，因为多个电极22a和22b位于单一固定组件21上，因此单一测量设备20可进行测量。
这里，对于测量设备20而言，两个电极22a和22b位于单一固定组件21上。然而，位于单一固定组件21上的电极数目并不受到限制。如果在电极之间分别提供了足够的间隔，则可将三个或更多的电极装配在单一固定组件21上。在这种情况下，单一测量设备可测量多个部位。
(第三实施例)图5A给出了有源电极型测量设备30的透视图。图5B给出了从图5A中的箭头A所示方向的前视图。图5C给出了从图5A中的箭头B所示方向的侧视图。
如图5A所示，有源电极型测量设备30包括两个主要单元30a和30b、一导线33、以及一放大器34。对于有源电极型测量设备30而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。有源电极型测量设备30是一个包括有放大器34的测量设备，该放大器用于对电极32a和32b所测量的电压进行放大。
主要单元30a和30b的每一个分别包括一固定组件31a或31b以及电极32a或32b。每个固定组件31a或31b以及每个电极32a和32b分别与图1所示的固定组件11以及电极12基本相似。因此，除了电极32a或32b的测量表面未装配有导线之外，每一个主要单元30a和30b均具有与图1所示的测量设备10相似的结构。
放大器34对电极32a和32b所测量的电压进行放大。如图5A至5C所示，放大器34位于主要单元30a和30b的顶部以便与电极32a和32b相接触。该主要单元30a和30b并行排列以使其侧面彼此相对，同时保持一定的间隔。用于获取来自电极32a和32b处的电压的测量电压获取部分位于放大器的部分接触面上，该部分接触面接触电极32a和32b。例如，每个测量电压获取部分均由导电材料制成，并且分别与电极32a和32b电连接。此外，放大器34通过测量电压获取部分获得了来自电极32a和32b处的电压。
如上所述，这样设置放大器34以便与电极32a和32b相接触，并且测量电压获取部分位于其部分接触面上。因此，放大器34无需利用导线即可获得电极32a和32b所测量的电压。因为这样设置放大器34以便与电极32a和32b相接触，因此放大器34可对最邻近的电极32a和32b所测量的电压进行放大。这里，除了测量电压获取部分之外的放大器34的表面部分是由非导电材料制成的。
即使放大器34不与电极32a和32b相接触，但是最好是放大器尽可能的与电极32a和32b相靠近。例如，当将电极32a和32b固定到手指上时，放大器34位于从手指到手腕这个范围之内。更具体地说。最好是将放大器34与电极32a和32b间的距离设置大约20cm。当将放大器34固定到手腕上时，使用类似于手表这样的固定到手腕上的手表型放大器以作为放大器34。当将放大器34设置成与电极32a和32b相分离而不存在如上所述的任何接触时，放大器34通过使用另外的导线或屏蔽电缆而获得来自电极32a和32b的由电极32a和32b所测量的电压。上述屏蔽电缆可防止将来自外界的噪音混入到已测量电压中。
放大器34包括用于将已放大的电压输入到导线33中的导线输入部分。在由放大器34对其进行放大之后的状况下，导线33将电极32a和32b所测量的电压传送到外部。导线33的一端与放大器的导线输入部分相连。导线33的另一端与诸如计算单元或输出设备这样的外部设备相连。计算单元根据由电极32a和32b所测量的并且由放大器34所放大的电压来检测信号。利用该信号，计算单元执行语音识别处理或运动或动作的识别处理。输出设备输出由放大器34所放大的电压以及根据该电压所检测到的作为测量值的信号。导线33传输由放大器34所放大的电压并将该电压传送到外部设备。
接下来，对有源电极型测量设备30所使用的有关测量电压的方法进行详细地说明。如图6所示，受验者将单一有源电极型测量设备30的固定组件31a和31b放在一手指2上。接下来，受验者将电极32a和32b施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤3这样的目标区域上以使其相接触。按照这种方式，在两个电极32a和32b间感应产生了电压，并且电极32a和32b由此对电压进行测量。
放大器34通过位于与电极32a和32b的部分接触面上的测量电压获取部分可获得电极32a和32b所测量电压。导线33对放大器34所获得的已放大电压进行传输并且将该电压传送到诸如计算单元或输出设备这样的外部设备。因此，通过导线33将由电极32a和32b所测量的且由放大器34所放大的电压传送到外部。计算单元检测两个电极32a和32b间的电势变化，并根据该电势变化来检测诸如脑电波或肌电信号这样的生物医学信号。
根据有源电极型测量设备30，该设备包括用于对电极32a和32b所测量的电压进行放大的放大器34，因此可由放大器34来放大已测量电压。为此，有源电极型测量设备30可减小来自外界的混入到已测量电压中的噪音。尤其是，因为这样设置放大器34使得可与有源电极型测量设备30中的电极32a和32b相接触，因此可对最邻近的电极32a和32b所测量的电压进行放大。其结果是，有源电极型测量设备30可进一步减小来自外界的混入到已测量电压中的噪音。
此外，放大器34位于主要单元30a和30b的顶部以便与电极32a和32b相接触。该主要单元30a和30b并行排列以使其侧面彼此相对，同时保持一定的间隔。因此，有源电极型测量设备30可将多个电极32a和32b与测量对象相连，同时通过放大器34而保持一定的间隔。因此，有源电极型测量设备30可测量两个电极32a和32b间的电势变化，同时保持恒定的间隔。另外，因为多个电极32a和32b可与放大器34相连，因此通过使用单一有源电极型测量设备30就可测量多个部位。这里，对于有源电极型测量设备30而言，两个主要单元30a和30b位于单一放大器34上。然而，位于单一放大器34上的主要单元的数目并不受到限制。如果在电极间分别提供了足够大的间隔，那么可在单一放大器34上设置三个或更多的主要单元。
此外，与图4所示的测量设备20相类似，还可在单一固定组件上设置多个电极。也就是说，固定组件21以及电极22a和22b可构成主要单元，并且放大器34位于主要单元的顶部以便与电极22a和22b相接触。另外，还可将前置放大器并入到电极32a和32b中。按照这种方式，可进一步防止将噪音混入到已测量电压中。
(第四实施例)如图7所示，有源电极型测量设备40包括两个主要单元40a和40b、一导线43、一放大器44、以及一计算单元45。对于有源电极型测量设备40而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。
主要单元40a和40b的每一个分别包括一固定组件41a或41b以及电极42a或42b。主要单元40a和40b的每一个基本上与图5A至5C所示的主要单元30a和30b相类似。计算单元45位于放大器44上以便与其顶部相接触。用于将已放大的电压输入到计算单元45中的计算单元输入部分位于放大器44与计算单元45的部分接触面上。例如，计算单元输入部分是由导电材料制成的并且与计算单元45的部分接触面相连接，该计算单元45与放大器44相接触。放大器44的其他方面基本上与如图5A至5C所示的放大器34相类似。
计算单元45通过使用基于由电极42a和42b所测量的电压的信号来进行处理。对于通过使用基于由电极42a和42b所测量的电压的信号而进行的处理而言，例如，计算单元45通过使用上述信号来执行用于识别声音的语音识别处理以及通过使用上述信号来执行用于识别运动或动作的识别处理。计算单元45位于放大器44的顶部，以便放大器44的顶面与计算单元45的底面彼此接触。用于获取来自放大器45的已放大电压的放大电压获取部分位于与放大器44相接触的计算单元45的部分接触面上。例如，放大电压获取部分是由导电材料制成的，并且与位于放大器44的接触面上的计算单元输入部分相连接。另外，计算单元45通过放大电压获取部分获得了经放大器44放大之后的电压。
如上所述，将计算单元45设置成与放大器44相接触，并且放大电压获取部分位于与放大器44相接触的计算单元45的部分接触面上。因此，计算单元45可获得来自放大器44的已放大电压，而无需利用导线，但是要将放大电压获取部分与放大器44的计算单元输入部分电连接。另外，将计算单元45设置成与放大器44相接触，将放大器44设置成与电极42a和42b相接触。因此，将计算单元45设置在电极42a和42b的邻近处。按照这种方式，因为将将计算单元45设置在电极42a和42b的邻近处以便与放大器44相接触，因此可缩短将电压从电极42a、42b和放大器44处传送到计算单元45中的距离。为此，有源电极型测量设备40可消除将来自外界的噪音混入到电压中或者可消除已放大电压的衰减。此外，还可缩小整个有源电极型测量设备的尺寸。因此，最好是将计算单元设置成与放大器44相接触并且与电极42a和42b相邻近。这里，除了放大电压获取部分之外的计算单元表面部分是由非导电材料制成的。
即使计算单元45不与放大器44相接触，但是最好是计算单元45尽可能的与放大器44相靠近。更具体地说。最好是将计算单元45与放大器44间的距离设置为大约20cm。在这种情况下，计算单元45可通过使用另外的导线或屏蔽电缆来获得来自放大器44的已放大电压。
计算单元45基于由此所获取的电压来检测电极42a和42b间的电势变化。计算单元45根据电势变化来检测诸如脑电波或肌电信号这样的生物医学信号。然后，计算单元45执行语音识别处理或利用所检测到的生物医学信号来执行运动或动作的识别处理。计算单元45包括一个识别结果输入部分以用于将语音的识别结果或运动或动作的识别结果输入到导线43。
语音识别处理包括这样的处理，即，例如通过使所检测到的肌电信号经过带宽滤波器并对阀值的交集进行计数来识别五个元音(a，i，u，e，o)。语音识别处理还包括用于通过利用神经网络或隐匿的马尔可夫模型(HMM)来处理所检测到的肌电信号而实现对包括有元音和辅音的声音的识别处理。
神经网络具有下述的结构。一组元件沿着从上行到下行的方向等级的排列。这组元件是一组具有参数输入部分和输出部分的非线性元件。因而，在两个相邻的元件组之间，上行非线性元件的输入部分和下行非线性元件的输出部分是互相连接的。神经网络例如可以是三层完全连接的神经网络。
如下所述来执行利用该神经网络的处理。首先，计算单元45将所检测到的肌电信号划分成一定的时段。计算单元45执行诸如频谱分析、均方根(RMS)处理、均校值(ARV)处理、或者用于已划分肌电信号的综合肌电图描记法(IEMG)，并且由此根据肌电信号来计算参数(在下文中将这样的参数称为“肌电信号参数”)。此后，计算单元45通过将肌电信号参数输入到构成神经网络的非线性元件的输入部分且使非线性元件的输出部分输出与肌电信号参数相对应的元音或辅音来识别声音。
在放大器44对其进行放大之后且根据已放大的电压或者随后的由计算单元45所执行的诸如语音识别处理或者手势或反映的识别处理这样的处理来检测到脑电波或肌电信号这样的生物医学信号的情况下，导线43将电极42a和42b所测量的电压传输到外部。导线43的一端与计算单元45的识别结果输入部分相连。导线43的另一端与外部设备相连。该外部设备例如可以是用于输出语音识别结果或者输出手势或反映的识别结果的输出设备，该外部设备或者还可以是应用语音识别结果或者手势或反映的识别结果的设备。此外，导线43对电极42a和42b所测量的电压进行传输并将该电压传送到外部设备以作为执行语音识别处理之后的语音识别结果或者作为通过利用基于该电压的生物医学信号而进行的手势或反映的识别结果。
当通过利用有源电极型测量设备40来测量电压时，受验者将单一有源电极型测量设备40放在一个手指上。接下来，受验者将电极42a和42b施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的目标区域上以使其相接触。按照这种方式，在两个电极42a和42b间感应产生了电压，并且电极42a和42b由此对电压进行测量。
放大器44通过测量电压获取部分可获得电极42a和42b所测量的电压。因而，放大器44对该电压进行放大，并将来自计算单元输入部分的已放大电压输入到计算单元45中。计算单元45通过放大电压获取部分而获得了来自放大器44的已放大电压。此后，计算单元45执行语音识别处理或者通过利用已检测的生物医学信号来执行手势或反映的识别处理。最后，计算单元45将来自识别结果输入部分的语音识别结果或者手势或反映的识别结果输入到导线43。然后，导线43对语音识别结果或者手势或反映的识别结果进行传输并将其结果传送到外部设备。按照这种方式，通过导线43将语音识别结果或者通过利用生物医学信号而进行的手势或反映的识别结果传送到外部设备，其中上述生物医学信号是基于由电极42a和42b所检测到的且由放大器44所放大的电压。
有源电极型测量设备40包括计算单元45，该计算单元用于通过利用由电极42a和42b所测量的且由放大器44所放大的电压来进行处理的。因此，有源电极型测量设备40可通过利用基于所测量电压的信号来进行处理。例如，有源电极型测量设备40可执行语音识别处理或者通过利用基于所测量电压的生物医学信号来执行手势或反映的识别处理。因此，在检测到诸如基于该电压的生物医学信号这样的信号之后且在执行了诸如语音识别处理或者手势或反映的识别处理这样的处理之后的情况下，有源电极型测量设备40将所测量的电压传送到外部设备，而不是传送未处理的所测量电压。也就是说，有源电极型测量设备40可实现语音识别处理或者其自身的运动或动作的识别处理。
这里，可将前置放大器并入到电极42a和42b中。按照这种方式，可进一步防止将噪音混入到已测量电压中。另外，尽管将有源电极型测量设备40加工成包括放大器44的有源电极型，但是也可将其加工成无源电极型测量设备，而无需提供放大器44。当其上没有设置放大器44时，计算单元45可通过直接与电极42a和42b相连而获得由电极42a和42b所测量的电压。在这种情况下，最好是将计算单元设置成与电极42a和42b相接触。
或者，即使计算单元45不与电极42a和42b相接触，但是最好是计算单元45尽可能的与电极42a和42b相靠近。例如，当将电极42a和42b固定到手指上时，计算单元45必须位于从手指到手腕这个范围之内。更具体地说。最好是将计算单元45与电极42a和42b间的距离设置大约20cm。当将计算单元45固定到手腕上时，使用类似于手表这样的固定到手腕上的手表型计算单元作为计算单元45。当将计算单元45设置成与电极42a和42b相分离而不存在如上所述的任何接触时，计算单元45通过使用另外的导线或屏蔽电缆而获得来自电极42a和42b的由电极42a和42b所测量的电压。
(第五实施例)如图8所示，有源电极型测量设备50包括一固定组件51、电极52、一导线53、以及一放大器54。有源电极型测量设备50具有一个由固定组件51和放大器54所形成的两层结构。对于有源电极型测量设备50而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。
固定组件51构成了由由固定组件51和放大器54所形成的两层结构的内侧。放大器54位于固定组件51与安置对象的接触面的相对侧，也就是说，位于环形固定组件51的外侧。固定组件51的其他方面基本上与如图1所示的固定组件11相类似。放大器54位于固定组件51与手指的接触面的相对侧，上述手指即就是安置对象。更具体地说，将放大器54加工成环形以覆盖住环形固定组件51的外侧，并且该放大器54位于与手指的接触面的相对侧。按照这种方式，放大器构成了由固定组件51和放大器54所形成的两层结构的外侧。
如果固定组件是立体型的，那么可通过将固定组件51装配到环形放大器54的内侧而形成包括有固定组件51和放大器54的环形两层结构。如果固定组件51是薄片型或薄膜型，则可通过将固定组件51附着于环形放大器54的内侧，或通过将固定组件51的材料涂敷在内表面以形成薄膜型的固定组件51，而形成包括有固定组件51和放大器54的环形两层结构。
另外，放大器54具有多个电极52。更具体地说，多个电极52位与放大器54与固定组件51的接触面的相对侧，也就是说，位于环形放大器54的外侧。放大器54的其他方面基本上与图5A至5C所示的放大器34相类似。
电极52位于放大器54与固定组件51的接触面的相对侧，也就是说，位于环形放大器54的外侧。换句话说，电极52穿过放大器54而位于固定组件51的接触面的相对侧，该固定组件51可接触安置对象。将电极52加工成柱形。除了柱形、棱镜形、圆锥形之外，电极52也可使用金字塔形。
电极52的一端与环形放大器的外表面相接触，并且因此将其固定到放大器54上。此外，电极52的末端部分，即就是电极52的另一端与测量对象相接触并且作为用于测量电势的测量面。其间具有一间隔的两个电极52位于放大器54上。这里，位于放大器54上的电极52的数目并不受到限制。如果在其间分别提供了足够大的间隔，则可设置多于两个的电极52。电极52的其他方面基本上与如图1所示的电极12相类似。导线53基本上与图5A至5C所示的导线3相类似。
基于通过利用有源电极型测量设备50所测量的电压，受验者将单一有源电极型测量设备50放在一个手指上。接下来，受验者将即就是测量面的电极52的末端施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的目标区域上以使其相接触。按照这种方式，在两个电极52之间感应产生了电压，因此电极52可测量电压。此后，放大器54和导线53的操作基本上与图5A至5C所示的有源电极型测量设备30相类似。
根据有源电极型测量设备50，将电极52加工成柱形，且电极52的末端构成了接触面以与测量对象相接触并由此来测量电势。因此，有源电极型测量设备50可减小电极52的测量面与头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的测量对象相接触的面积。因此，电极52可测量由于肌肉或者头部、脸部、胳膊、或者腿部皮肤的微小移动而引起的电压变化。因此，有源电极型测量设备50可随着测量对象的微小移动而进行更加准确的测量。
此外，其间具有一间隔的电极52位于放大器54上。因此，在这两个电极52具有恒定间隔的同时，有源电极型测量设备50可对这两个电极52间的电势变化进行测量。另外，因为在单一放大器54上设置了多个电极52，因此可通过利用单一有源电极型测量设备50来对多个部位进行测量。
此外，尽管将有源电极型测量设备50加工成包括有放大器54的有源电极型，但是也可将其加工成无源电极型测量设备，而无需提供放大器54。在这种情况下，固定组件54具有多个电极52，与图1所示的测量设备10相类似。也就是说，电极52位于固定组件51与安置对象的接触面的相对侧，即就是环形固定组件51的外侧。同时，导线53的一端与电极52相连。另外，在这种情况下，可通过将前置放大器并入电极52来防止噪音混入所测量的电压中。
(第六实施例)参考附图对本发明第六实施例进行详细地描述。如图9所示，有源电极型测量设备60包括一固定组件61、电极62、一导线63、以及一放大器64。对于有源电极型测量设备60而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。
固定组件61包括一个可固定到手指上凹形部分，手指即就是安置对象。作为安置对象的手指尖从固定组件61的凹形部分的开口处插入，并且凹形部分因此被固定到即就是安置对象的手指上。因此，当固定组件61被固定安置对象上时，固定组件61凹形部分的内表面构成了用于接触安置对象的接触面。然而，固定组件61具有放大器64。更准确地说，放大器64位于固定组件61与安置对象的接触面的相对侧，也就是说，固定组件的凹形部分的外侧部分。为此，利用立体型或薄片型的固定组件61。固定组件61的其他方面基本上与如图1所示的固定组件11相同。
放大器64位于固定组件61与手指的接触面的相对侧，手指即就是安置对象。更具体地说，放大器64位于固定组件61凹形部分的外侧。此外，放大器64具有多个电极62。更具体地说，多个电极62位于放大器64与固定组件61的接触面的相对侧，也就是说，放大器64的外侧。放大器64的其他方面基本上与如图5A至5C所示的放大器34基本相同。
电极62位于放大器64与固定组件61的接触面的相对侧，也就是说，位于放大器64的外侧。换句话说，穿过放大器64的电极62位于固定组件61与安置对象的接触面的相对侧。将电极62加工成带形。电极62的形状并不局限于带形，还可以使用柱形、棱镜形、圆锥形、以及金字塔形。电极62的一个表面与放大器的外表面相接触并且因此可固定到放大器64上。此外，电极62的另一个表面与测量对象相接触并构成了用于测量电势的测量面。其间具有一间隔的两个电极62位于放大器64上。这里，位于放大器64上的电极62的数目并不受到限制。如果在其间分别设置了足够大的间隔，则可以设置多于两个电极64。电极62的其他方面基本上与如图1所示的电极12相类似。导线63基本上与如图5A至5C所示的导线33相类似。
当利用有源电极型测量设备60来测量电压时，受验者将手指从固定组件61的凹形部分的开口处插入，并且因此将单一有源电极型测量设备60放在一个手指上。接下来，受验者将两个电极62施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的目标区域上以使其相接触。按照这种方式，在两个电极62之间感应产生了电压，因此电极62可测量电压。此后，放大器64和导线63的操作基本上与图5A至5C所示的有源电极型测量设备30相类似。
根据有源电极型测量设备60，可仅通过将包含在固定组件61中的凹形部分装配在即就是安置对象的手指上即可将电极62固定在手指上，而无需利用带子。此外，当进行测量时，需要将电极62施压于测量对象上。因此，电极62本身或电极62的环绕组件不需有粘着力的。因此，可抑制对安置对象或测量对象的不良影响，例如对手指和头部、脸部、胳膊、或者腿部表面皮肤的不良影响。
此外，因为将固定组件61的凹形部分固定到手指上以便覆盖住手指尖，因此可稳固的将电极62固定到手指上，并且很容易的将电极62施压于测量对象上。为此，仅仅通过调节上述压力的程度即可很容易的调节电极62与测量对象的接触度。其结果是，有源电极型测量设备60可更加灵活的应对肌肉的移动。
另外，其间具有一间隔的电极62位于放大器64。因此，当两个电极62间具有恒定的间隔时，有源电极型测量设备60可测量这两个电极62间的电势变化。此外，因为多个电极62位于单一放大器64上时，可利用单一有源电极型测量设备60来测量多个部位。
尽管将有源电极型测量设备60加工成包括有放大器64的有源电极型，但是也可将其加工成无源电极型测量设备，而无需提供放大器64。在这种情况下，固定组件64具有多个电极62，与图1所示的测量设备10相类似。也就是说，电极62位于固定组件61与安置对象的接触面的相对侧，即就是环形固定组件61的外侧。同时，导线63的一端与电极62相连。另外，在这种情况下，可通过将前置放大器并入电极62来防止噪音混入所测量的电压中。
(第七实施例)如图10所示，有源电极型测量设备70包括一固定组件71、电极72、一导线73、以及一放大器74。对于有源电极型测量设备70而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。固定组件71和放大器74构成了两层结构。
固定组件71包括一个可沿着指甲2a而固定的凹形部分，指甲即就是安置对象。通过使固定组件71与指甲2a相重叠使得弯曲部分与指甲2a的弯曲表面装配在一起而将固定组件71固定在指甲2a上。因此，当将固定组件71固定到安置对象上时，固定组件71的弯曲部分的表面作为接触安置对象的接触面。这里，可将具有粘着力的附着组件设置在固定组件71与指甲2a的接触面部分上或使固定组件71与指甲2a的接触面部分具有附着力。按照这种方式，可很稳固的将固定组件71固定到指甲2a上。
固定组件71构成了由固定组件71和放大器74所构成的两层结构的下半部。更具体地说，放大器74位于固定组件71与安置对象的接触面的相对侧，也就是说，位于固定组件71的弯曲部分的外侧。固定组件71的其他方面基本上与如图1所示的固定组件11相类似。
放大器74位于固定组件71与指甲2a的接触面的相对侧，指甲2a即就是安置对象。更具体地说，将放大器74加工成弯曲形以便覆盖住固定组件71的弯曲部分的外侧，并且放大器74位于固定组件71与指甲2a的接触面的相对侧。因此，放大器74构成了由固定组件71和放大器74所构成的两层结构的下半部。
如果固定组件71是立体型，可通过将固定组件71与放大器74相重叠而形成了包括有固定组件71和放大器74的两层结构。如果固定组件71是薄片型或薄膜型，可通过将固定组件71附着于放大器74的内表面，或通过将固定组件71的材料涂敷在放大器74的内表面以形成薄膜型的固定组件71，来设置具有弯曲部分的固定组件71。
放大器74具有多个电极73。更具体地说，多个电极72位于放大器74与固定组件71的接触面的相对侧，也就是说，位于放大器74的外侧。放大器74的其他方面基本上与图5A至5C所示的放大器34相类似。电极72基本上与图9所示的电极62相类似。此外，导线73基本上与图5A至5C所示的导线33相类似。
当通过利用有源电极型测量设备70来测量电压时，受验者将固定组件71重合在手指2a上，以便将固定组件71的弯曲部分与手指2a的弯曲表面装配在一起，并且由此将单一有源电极型测量设备70固定在手指2a上。接下来，受验者将两个电极72施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的目标区域上以使其相接触。按照这种方式，在两个电极72之间感应产生了电压，因此电极72可测量电压。此后，放大器74和导线73的操作基本上与图5A至5C所示的有源电极型测量设备30相类似。
根据有源电极型测量设备70，即使安置对象具有诸如手指2a这样的弯曲形，但是很容易的将电极72固定到手指2a上，因为沿着即就是安置对象的手指2a来装配固定组件。此外，其间具有一间隔的电极72位于放大器74上。因此，当这两个电极72间具有恒定的间隔时，可对这两个电极72间的电势变化进行测量。另外，因为在单一放大器74上设置了多个电极72，因此可通过利用单一有源电极型测量设备70来对多个部位进行测量。
尽管将有源电极型测量设备70加工成包括有放大器74的有源电极型，但是也可将其加工成无源电极型测量设备，而无需提供放大器74。在这种情况下，固定组件71具有多个电极72，与图1所示的测量设备10相类似。也就是说，电极72位于固定组件71与安置对象的接触面的相对侧，即就是固定组件71的弯曲部分的外侧。同时，导线73的一端与电极72相连。另外，在这种情况下，可通过将前置放大器并入电极72来防止噪音混入所测量的电压中。
(第八实施例)如图11所示，测量设备80包括一固定组件81、电极82、一导线83。对于测量设备80而言，安置对象还是人体的手指，测量对象是头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤。固定组件81和电极82构成了两层结构。
固定组件81包括一个夹持部分，该夹持部分用于夹紧即就是安置对象的手指或手腕。更具体地说，通过切去一个环形部分而将固定组件81加工成C形。通过用C形夹持部分来夹紧手指或手腕而将固定组件81固定到手指或手腕上。因此，当将固定组件81固定到安置对象上时，固定组件81的夹持部分的内表面作为一个接触面以与安置对象相接触。固定组件81构成了由固定组件81和电极82所形成的两层结构的内表面，且支撑电极82。更具体地说，单一电极82位与单一固定组件81与安置对象的接触面的相对侧，也就是说，位于单一固定组件81的夹持部分的外侧。
电极82位于固定组件81与手指的接触面的相对侧，手指即就是安置对象。更具体地说，将电极82做成C形以覆盖住固定组件81的夹持部分的外侧，且电极82位于固定组件81与安置对象的接触面的相对侧。因此，电极82构成了由固定组件81和电极82所形成的两层结构的外侧。同时，电极82与测量对象相接触并因此包括一测量面以测量电势。位于电极82与固定组件81的接触面的相对侧的整个表面用作测量表面。
固定组件81和电极82的其他方面分别与如图1所示的固定组件11和电极12分别相类似。此外，导线83与如图1所示的导线13相类似。
当通过利用有源电极型测量设备80来测量电压时，受验者通过利用固定组件81的C形夹持部分来夹紧手指或手腕而将两个测量设备80固定在一个手指或一个手腕上。接下来，受验者将电极82施压于对其进行测量的诸如头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤这样的目标区域上以使其相接触。按照这种方式，在两个电极82之间感应产生了电压，因此电极82可测量电压。此后，导线83的操作基本上与图1所示的测量设备10相类似。
根据测量设备80，仅仅利用固定组件81的夹持部分来夹紧即就是安置对象的手指或手腕即可很容易且可很稳固的将电极82固定到即就是安置对象的手指或手腕上。此外，当进行测量时，需要将电极82施压于测量对象。因此，电极82本身或电极82的环绕组件不需有粘着力。如上所示，不需利用带子或粘着剂而将测量设备80固定到安置对象或测量对象上。因此，可抑制对安置对象或测量对象的不良影响，例如对手指和头部、脸部、胳膊、或者腿部的表面皮肤的不良影响。
此外，因为仅仅通过利用固定组件81的夹持部分来夹紧安置对象即可将测量设备80固定到安置对象上，因此测量设备80可灵活的应对手指或手腕等等的周围。这里，夹持部分的形状不受到特定的局限，只要夹持部分可夹紧安置对象。例如，可将夹持部分加工成回形夹形。
另外，对于测量设备80而言，固定组件81包括用于夹紧手指或手腕的夹持部分，并且单一电极82位于其上。因此，仅仅装配与测量部位相同多数目的多个测量设备80即可灵活的应对测量部位数目的变化。此外，仅仅通过其上固定有固定组件81的手指或手腕的位置即可很容易的改变用于预测的电极82间的距离。
(修改实施例)值得注意的是本发明并不局限于上述第一至第八实施例，并且此外可使用各种修改实施例。在图1和图11中，通过导线13、23、33、43、53、63、73或83对电极12、22a、22b或82所测量的电压、放大器34、54、64或74所放大的电压、通过由计算单元45所执行的语音识别处理所获取的语音识别结果等等进行传输。然而，在测量设备10、20或80，或者有源电极型测量设备30、40、50、60或者70中可以设置例如屏蔽电缆这样的电线或无线型通信单元以代替导线。
此外，将测量设备10、20或80，或者有源电极型测量设备30、40、50、60或者70设计成不但通过将电极所测量的电压、放大器所放大的电压、以及计算单元的语言识别结果传送到外部设备，而且通过利用诸如导线或屏蔽电缆等等或无线型通信单元来接收来自外部设备的指令信号并将相应的响应信号传送到其上。
另外，固定组件11、21、31a、31b、41a、41b、51、61、71和81都是由非导电材料制成的。然而，只有固定组件与安置对象的接触面是由非导电材料制成的。因此，除固定组件的任一个接触面之外的部分均是由导电材料制成的。另外，固定组件11、21、31a、31b、41a、41b、51、61、71和81的形状、电极12、22a、22b、32a、32b、42a、42b、52、62、72以及82的形状、放大器34、44、54、64以及74的形状并不局限于如图1至11所示的形状。固定组件仅需固定在安置对象上或夹紧安置对象。仅需将电极施压于测量对象的测量面上。
此外，可在任一个与测量对象相接触的电极12、22a、22b、32a、32b、42a、42b、52、62、72以及82的测量面一侧上设置由非导电材料所制成的一层。另外，对于测量设备10，20以及80而言，可将前置放大器并入任一个电极12、22a、22b以及82中以防止噪音混入所测量的电压中。


一测量设备包括一固定组件、一电极、以及一传导物。该固定组件被固定到安置对象上，且具有与安置对象相接触的非导电接触面。该电极位于固定组件与安置对象的接触面的相对侧，该电极用于对测量对象的电压进行测量。该传导物用于将所测量的电压传输到外部。