JP6083004B2 - 電界検知出力装置 - Google Patents

Description

この発明は、電界強度や方向を、簡便に精度よく計測して検出して出力するための、簡便性、速報性、精度、非侵襲性に優れる電界検知出力装置に関する。

電界を利用したり、電界の発生を伴う技術や機器が広範に使用されている。また、静電気や雷などの自然現象によっても強い電界が発生する。ところが、電界は目に見えないため、専門家や熟練者であっても、対象の電界を迅速かつ正確に把握することは容易ではない。技術や機器の利用者などであって、電界について専門的な知識を有していない者にとっては、対象の電界を理解し想像することも困難である。例えば、絶縁された人体に高電圧を与え、人体の周囲に形成された電界による生体刺激作用を利用して治療を行う電位治療器において、被治療者が人体の周囲に電界が形成されていることを認知することは困難である。

電界強度や方向を計測するための従来の方法は、主として、次の２種類に分類される。第１の方法としては、電界を検知可能なプローブを用いるものであり、金属のプローブが金属製ケーブルを介して検出系に接続される電界計測装置の構成が知られている。また、侵襲性を抑圧するために、電気光学結晶から成るプローブ先端部を光検出系に光ファイバケーブルで接続した電界測定装置に関する技術も知られている（例えば、特許文献１参照。）。これら技術は、プローブ部の先端部を電界に挿入して、電界検知や測定を行うものである。また、第２の方法としては、基準とする点の電位を測定し、測定対象近傍の１点について基準電位との差（電圧）を測定し、それを２点間の距離で割った値を電界とする方法が知られている。さらに、形成された電界を検知して知らせる検電器に関する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この技術は、電界の有無を判別するものである。

また、電位治療器２００は、図１２の様に椅子状であり、上部電極２００１、座部電極２００２、下部電極（アース）２００３など、各所に仕込まれた複数枚の電極の他、電極間に電圧を印加する電圧発生器２００４を備えている。被治療者は椅子に着座して、上部電極２００１と座部電極２００２の間に発生する電界内に身体を置くことで、治療を受けるものである（例えば、特許文献３参照。）。ここで、電圧発生器２００４から発せられる電圧は、人の手により、調整が可能である。

特開２０１２−０５３０１７号公報 特許第４５６２５８７号公報 特開２００２−１７７４０２号公報

ところで、金属プローブは、電界に挿入した場合に被計測電界がプローブやケーブルによって乱されてしまい、高い侵襲性が発現する。ここでは、侵襲性は、外的要因によって被計測電界が乱される性質をいうものとする。

特許文献１に記載の技術では、侵襲性が低減されるものの、構成が複雑で、装置が大型化するために携帯が困難であり、簡便性を有していない。また、特許文献２に記載の技術では、電界の有無を判別するものであり、電界を精度よく測定して強度を把握することが出来ないものである。

また、電位治療器２００の電極は、基本的に定位置に固定されているため、電極間の電圧が一定であっても、被治療者の体格・体型（身長、座高、体重、肥満度等）により、被治療者の各部位に印加される電界の強度は変化しており、治療効果にもバラつきが発生しているが、これまでは適当な検出手段と電界調整の手段がなかった。

例えば、図１４は、電位治療器２００による人体各所の電界強度の計測実験の概念図である。測定に使用した電位治療器２００は上部電極２００１および座部電極２００２に、電圧発生器２００４から発生した４５００Ｖの電圧が、位相を１８０度ずらして入力され、下部電極２００３はアースされている。

そして、Ｂｉ_１２ＳｉＯ_２０のような電気光学結晶と、光ファイバを用いた光電界センサを使用して、図示した人体各所（頭部、眉間付近、腹部、膝部、足部）の体表面近傍と、体表面から約１２ｃｍ離れた場所の電界強度を計測した。図中のアルファベットは、測定点を示しており、Ａ、Ｂが頭部、Ｃ、Ｄが眉間付近、Ｅ、Ｆが腹部、Ｇ、Ｈが膝部、Ｉ、Ｊが足部であり、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｉは体表面付近、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｊが体表面から１２ｃｍ離れた場所である。

ここで、光電界センサの測定軸（軸と同じ方向の成分の電界が測定される）は、図中の矢印の向きに設定した。

さらに、このときの被治療者Ｐの体格は身長１７５ｃｍ、体重６８ｋｇ、体脂肪率２０％、そして体格指数は２２．２であった。

この実験の結果を、表１に示す。

この結果から明らかなように、被治療者Ｐの身体の各部位や体表面からの距離によって、電界強度は大きく変化をする。本実験では、被治療者は１人だけであったが、体格・体型が異なる場合にも、測定される電界強度は変化することが容易に推察できる。

そこで、この発明は、電界強度や方向を、簡便に精度よく計測して出力し、利用者がそれを容易に把握可能とするために、簡便性、速報性、精度、非侵襲性に優れる電界検知出力装置と、電位治療装置を用いて被治療者の所定部位に所定の電界を印加するための、電界調整システム及び電界調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、電界が生じている空間内に静置されて前記電界を検出する電界検知出力装置であって、略平行に配設された平板状の２枚の電極と、前記２枚の電極間に配設され、前記２枚の電極に異なる極性の電荷が誘起された際に生じる直流電流または交流電流を検出する仮想接地型電流検出器と、前記２枚の電極間に配設され、前記仮想接地型電流検出器によって検出した電流に応じた値を出力する出力手段と、前記２枚の電極間に配設され、前記仮想接地型電流検出器および前記出力手段に電力を供給する電源と、を備え、前記仮想接地型電流検出器は、電流入力端子間に電位差が生じない仮想接地特性を備え、前記２枚の電極は略平行に対向して配設され、前記２枚の電極の間には前記仮想接地型電流検出器、前記出力手段、及び前記電源が内包されて電位差が生じない状態で一体となって電極間隔を厚さとする１枚の金属板として動作しているとみなすことができる略平板状の外装部を形成し、前記２枚の電極の間隔は、前記電界に乱れが生じず、前記電界が一定値と見なされ得る長さに対して小さく、前記２枚の電極の面積は前記電界が一定値と見なされ得る面積に対して小さい、ことを特徴とする電界検知出力装置である。

この発明によれば、仮想接地型電流検出器によって、電界により電極に電荷が誘起された際に生じる電流が検出されて、出力手段によって、検出した電流に応じた値が出力される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電界検知出力装置において、前記出力手段は、電界強度を認知可能に出力する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電界検知出力装置において、前記出力手段は、電界の方向を認知可能に出力する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３に記載の電界検知出力装置において、絶縁体で構成され、前記２枚の電極よりも外方に張り出した把持部と、を備える。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電界検知出力装置において、前記仮想接地型電流検出器は、非反転入力及び反転入力の入力端子の電圧が常に等しい仮想接地特性を備えている。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電界検知出力装置において、前記出力手段は、複数の発光素子であり、前記電界強度に基づいて異なる個数の前記発光素子が発光する。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電界検知出力装置において、前記出力手段が前記電界強度を外部へ出力し、または前記電源が電力を受け取るためのケーブルが使用されていない。

請求項１に記載の発明によれば、電界検知出力装置を電界内に挿入するだけで、電極に生じた電流を仮想接地型電流検出器によって検出し、出力手段からの出力によって電界強度をリアルタイムで測定可能、通知可能であるので、簡便性、速報性に優れている。また、平板で構成された電極が対向して配設されて形成された空間内に、仮想接地型電流検出器と、出力手段と、電源などとが収容されているので、電界検知出力装置を電界内に挿入した際の、精度、非侵襲性に優れている。さらに、２枚の電極の間には電位差が生じないため、一体となって１枚の金属板として動作しているように見なされるので、非侵襲性に優れている。また、２枚の電極の間隔は電界が一定値と見なされ得る長さに対して十分小さいので、非侵襲性に優れている。さらに、２枚の電極の面積は電界が一定値と見なされ得る面積に対して十分小さいので、電界の変化に応じてリアルタイムに出力する分解能が高くなる。

請求項２に記載の発明によれば、出力手段によって、電界強度を認知可能であるので、より高精度に電界強度を把握することができる。

請求項３に記載の発明によれば、出力手段によって、電界の方向を認知可能であるので、電界の方向を把握することができる。

請求項４に記載の発明によれば、絶縁体で構成された把持部を把持した状態で、電界検知出力装置を電界内に出し入れできるので、簡便性、非侵襲性に優れている。
請求項５に記載の発明によれば、非反転入力及び反転入力の入力端子の電圧が常に等しい仮想接地特性を備えた仮想接地型電流検出器を備えているので、２枚の電極間に電位差が生じることがないため、１枚の金属板として動作しているようにみなすことができる。
請求項６に記載の発明によれば、出力手段が複数の発光素子であり、電界強度に基づいて異なる個数の発光素子が発光するので、簡便性、速報性に優れている。
請求項７に記載の発明によれば、出力手段が電界強度を外部へ出力し、または電源が電力を受け取るためのケーブルが使用されていないので、非侵襲性に優れている。

この発明の実施の形態１に係る電界検知出力装置の概略図である。 図１の電界検知出力装置の要部を表す概略斜視図である。 図１の電界検知出力装置を電界に挿入した状態を示す概略図である。 図１の電界検知出力装置を電界に挿入した状態を示す概略図である。 図１の電界検知出力装置を電界に挿入した状態を示す概略図である。 図１の電界検知出力装置で測定された電界について、当装置を危険察知や危険警告に用いる場合の、当装置の位置と危険レベル、警告レベルの関係を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る電界検知出力装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る電界検知出力装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る電界検知出力装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態５に係る電界検知出力装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態６に係る電界調整システムの概略構成ブロック図である。 この発明の実施の形態６に係る電界調整システムの使用状態を示す概略図である。 この発明の実施の形態６に係る電界調整方法を示すフロー図である。 電位治療器による人体各所の電界強度の計測実験の概念図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１ないし図６は、この発明の実施の形態１を示している。電界検知出力装置１０は、電界内に挿入することによって、電界強度を通知するためのものであり、図１に示すように、主として、電極１_１、１_２と、仮想接地型電流検出器２と、出力手段としてのＬＥＤ３_１〜３_４と、電源としての電池４と、スイッチ５と、把持部６とを有している。

電極１_１、１_２は、図１、図２に示すように、対向して略平行に配設された平板電極であり、電極間隔ｄ、電極面積ｓに設定されている。この電極１_１、１_２は、仮想接地型電流検出器２と、ＬＥＤ３_１〜３_４と、電池４と、スイッチ５を、電極１_１、１_２間内に形成される空間内に収容できるように、その大きさ（電極間隔ｄ、電極面積ｓ）、形状が設定されている。また、図３に示すように、電極間隔ｄは、計測対象の電界が一定値と見なされ得る長さＬに対して十分小さく、例えば、長さＬが数１０ｃｍに対して、数ｃｍ以下に設定される。また、電極面積ｓは、計測対象の電界が一定値と見なされ得る面積Ｓに対して十分小さく、例えば、面積Ｓが数１０ｃｍ^２に対して、数ｃｍ^２以下に設定される。この電極１_１、１_２には、それぞれ導線Ｅ_１、Ｅ_２が接続されている。

仮想接地型電流検出器２は、図１に示すように、電極１_１、１_２間に配設され、電極１_１、１_２に電荷が誘起された際に生じる直流電流または交流電流を検出するものであり、仮想接地特性を有する電流アンプと検出器で構成されている。仮想接地型電流検出器２の入力端子（図示略）には、電極１_１、１_２に接続された導線Ｅ_１、Ｅ_２が接続されている。これにより、仮想接地型電流検出器２は、後述するスイッチ５が「開」状態として、かつ、電界検知出力装置１０を電界内に静置すると、電極１_１、１_２には異なる極性の電荷が誘起され、その際に生じる電流を検出するようになっている。このとき、仮想接地型電流検出器２の仮想接地特性により、電極１_１、１_２には電位差を生じないので、電界検知出力装置１０は厚さｄの金属板として動作しているとみなすことができる。仮想接地型電流検出器２は、検出した電流値を、ＬＥＤ３_１〜３_４側に出力するようになっている。

ここで、仮想接地特性とは、オペアンプ（オペレーショナル・アンプリファイア、Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が有する特性であり、非反転入力（＋）と反転入力（−）の入力端子の電圧が常に等しい、すなわち、同電位となることである。つまり、仮想接地型電流検出器２の入力端子（非反転入力（＋）と反転入力（−））には、電極１_１、１_２に接続された導線Ｅ_１、Ｅ_２が接続されているので、電極１_１、１_２は電位差を生じない。

仮想接地型電流検出器２は、測定する電界が交流である場合は、電流の実効値を以下の式によって算出する。ここで、Ｉ_ｒｍｓは電流の実効値、ｆは周波数、εは誘電率、ｓは電極面積、Ｅ_ｒｍｓは電界強度実効値である。すなわち、算出された電流の実効値Ｉ_ｒｍｓと、電界強度実効値Ｅ_ｒｍｓは比例する。

また、仮想接地型電流検出器２は、測定する電界が直流である場合は、電流値を以下の式によって算出する。ここで、Ｉは電流値、ｔは時間、εは誘電率、ｓは電極面積、Ｅ（ｔ）は電界強度である。すなわち、算出された電流値Ｉの時間積分値と、電界強度Ｅ（ｔ）は比例する。

出力手段とは、電極１_１、１_２間に配設され、仮想接地型電流検出器２によって検出した電流に応じた電界強度を出力するためのものであり、例えば、ＬＥＤや液晶を含む表示装置や、検出した電流に応じた電界強度をデータとして外部の表示装置へ出力（伝送）する装置を含むものである。この実施の形態１において、出力手段はＬＥＤ３_１〜３_４であり、図２に示すように、電極１_１、１_２間に配設され、仮想接地型電流検出器２によって検出された電流に応じた電界強度を外部に出力するものである。この実施の形態１においては、ＬＥＤ３_１〜３_４は、電極１_１、１_２の一端側に４個並んで配設されている。具体的には例えば、仮想接地型電流検出器２によって検出された電流値がゼロの場合は、いずれのＬＥＤ３_１〜３_４も点灯せず、仮想接地型電流検出器２によって検出された電流値がゼロより大きい場合は、電流値の大きさ、すなわち、電界強度に応じてＬＥＤ３_１〜３_４の点灯する個数が増減するようになっている。すなわち、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯する数によって、電界の有無や、検出された電界強度を認知することができるようになっている。ここで、図２においては、ＬＥＤ３_１のみが点灯し、ＬＥＤ３_２〜３_４は点灯していない（消灯している）状態を示している。

電池４は、図２に示すように、電極１_１、１_２間に配設され、仮想接地型電流検出器２およびＬＥＤ３_１〜３_４に電力を供給するものであり、例えば、コイン型電池で構成されている。

スイッチ５は、図２に示すように、電極１_１、１_２間に配設され、電界検知出力装置１０を対象の電界内に挿入する前に「開」状態とされ、利用終了時に「閉」状態とする。測定時以外はスイッチ５を「閉」状態とすることにより、仮想接地型電流検出器２やＬＥＤ３_１〜３_４などが対象としていない電界による過電流によって損傷することを防止する。このスイッチ５は、利用者によって開閉操作ができるようになっており、電源スイッチと連動している。

把持部６は、絶縁体の平板で構成され、電極１_２の下側に配設され、電極１_２よりも大きく、外方に張り出している。

このような構成の電界検知出力装置１０を、例えば、図３に示すように、電極１００_１、１００_２によって形成される電界内に静置すると、電極１_１、１_２に電荷が誘起された際に生じる電流を検出して、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯によって電界強度を通知する。ここで、電極１００_１、１００_２は、それぞれ平板で構成されており、２枚の電極１００_１、１００_２が所定角度を成すように配設されている。この２枚の電極１００_１、１００_２間に、図中矢印方向の電界が形成されている。

次に、このような構成の電界検知出力装置１０の使用方法および作用について説明する。

測定対象の電界方向が分かっている場合について、電界強度の測定方法を説明する。ここでは、図３に示すように、電極１００_１、１００_２によって形成される電界方向（図中の矢印方向）が分かっているものとする。

まず、利用者によって、電界検知出力装置１０のスイッチ５が「開」状態とされる。そして、利用者が把持部６を把持した状態で、電界検知出力装置１０が電界内に挿入される。このとき、電界検知出力装置１０は、図３に示すように、電極１_１、１_２が、電界方向に対して垂直となるように配設される。このとき、電極１_１、１_２には電荷が誘起されており、仮想接地型電流検出器２によって電流が検出されて、電流の大きさに応じてＬＥＤ３_１〜３_４が点灯される。そして、利用者によって、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯数によって電界強度が確認される。

つぎに、測定対象の電界方向が分かっていない場合について、電界方向の判定方法を説明する。ここでは、図３に示すように、電極１００_１、１００_２によって形成される電界方向が分かっていないものとする。

まず、利用者によって、電界検知出力装置１０のスイッチ５が「開」状態とされて、把持部６が把持された状態で、電界検知出力装置１０が電界内に挿入される。このとき、電界検知出力装置１０の向きを、例えば図３ないし図５に示すように変化させて、ＬＥＤ３_１〜３_４が最も多く点灯した際の電極１_１、１_２の向きと直交する方向が電界方向であると判定される。

具体的には、電界検知出力装置１０を図３に示す向きとした場合は、電極１_１、１_２上には、異なる極性の電荷を誘起させる電気力線が最大となるため、生じる電流が最大となり、４個のＬＥＤ３_１〜３_４が点灯される。電界検知出力装置１０を、図４に示す向きとした場合は、電極１_１、１_２上には、異なる極性の電荷を誘起させる電気力線が傾きに応じて減ずるので、生じる電流は電界検知出力装置１０を図３に示す向きとした場合よりも小となり、１個のＬＥＤ３_１が点灯される。電界検知出力装置１０を図５に示す向きとした場合は、電極１_１、１_２は電界方向と一致するため電荷が誘起されないため、いずれのＬＥＤ３_１〜３_４も点灯されない。このように、電界検知出力装置１０の向きを図３に示す向きとした場合に、最も多くＬＥＤ３_１〜３_４が点灯し、最大の電界強度が認知されたことが分かるので、このときの電極１_１、１_２の向きと直交する方向が電界方向であると認知される。また、図５における電界検知出力装置１０の向きと直角の方向を電界方向と認知することができる。

この電界検知出力装置１０は、図３に示すように、電極１_１、１_２が、電界方向に対して垂直となるように配設した場合は、対象とする電界が一定値と見なされる距離に対して電極間隔ｄが十分に小さいため、電極１００_１、１００_２によって形成されている電界に乱れが生じない。すなわち、侵襲性が極小になる。また、図４に示すように、電極１_１、１_２が、電界方向に対して所定角度を有するように配設した場合であっても、電極１００_１、１００_２によって形成されている電界の全体を乱すことはない。このとき、電界検知出力装置１０の向きを図３に示す向きとした場合よりも侵襲性が大になる。

以上のように、この電界検知出力装置１０を電界内に挿入するだけで、電極１_１、１_２に生じた電流を仮想接地型電流検出器２によって検出し、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯数によって電界強度をリアルタイムで測定可能、通知可能であるので、簡便性、速報性に優れている。また、平板で構成された電極１_１、１_２が対向して配設されて形成された空間内に、仮想接地型電流検出器２と、ＬＥＤ３_１〜３_４と、電池４と、スイッチ５とが収容されているので、電界検知出力装置１０を電界内に挿入しても、被計測電界は乱されず、精度、非侵襲性に優れている。このため、電極１_１、１_２を、仮想接地型電流検出器２と、ＬＥＤ３_１〜３_４と、電池４と、スイッチ５とが収容可能な大きさまで小型化することができる。すなわち、電界検知出力装置１０をポケットに挿入したり、衣服に装着したり、いつでも携帯可能な大きさにしたり、指先に装着され得る大きさに小型化することができる。

また、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯数によって、検出した電流に比例する電界強度を認知可能であるので、電界を高精度に測定して高精度に表示できるので、高精度に電界強度を把握することができる。

さらに、対象とする電界内において電界検知出力装置１０の向きを変えて電界強度を測定し、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯数を比較することによって、電界の方向を認知可能である。

さらにまた、低誘電率の絶縁体で構成された把持部６を把持した状態で、電界検知出力装置１０を電界内に出し入れし、測定することができるので、簡便性、非侵襲性に優れている。

このような効果を有する電界検知出力装置１０は、電界を発生させ、電界を利用する機器における電界強度を測定したり、電界の分布を把握したりすることができる。具体的には、例えば、高電界が発生する医療機器や電位治療装置を含む治療機器の利用下における治療や生活、作業において、電界強度を測定したり、電界の分布を把握したりすることができる。また、静電気を過剰に帯びたプラスチック成型物や粉体を含む物体や、利用者の人体における電界強度を測定したり、電界の分布を把握したりすることができる。このとき、図６に示すように、測定された電界強度に応じて、感電の可能性を「危険レベル」、「警告レベル」などのように設定して、電界強度が所定値以上の場合には、警報音を出力して報知するようにしてもよい。

特に、利用者の人体が静電気を過剰に帯びた状態を検出することにより、落雷や静電ショック痛の危険性を把握することが可能になる。

しかも、電界検知出力装置１０は、カード型であるため、例えば、利用者のポケットに挿入したり、衣服に装着したりすることができるので、容易に携帯できる。このため、電界検知出力装置１０を常に携帯して、いつでも容易に電界を測定することができる。すなわち、例えば、高電界が発生する医療機器や治療機器の利用下における治療や生活、作業であっても、いつでも容易に電界を測定することができるので、簡便性がより向上する。

（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２を示している。この実施の形態２では、電界検知出力装置２０の把持部２６の構成が、実施の形態１における電界検知出力装置１０の把持部６と異なる。このため、実施の形態１と同等の構成については、同一符号又は対応する符号を付することで、その説明を省略する。以下の実施の形態においても同様とする。

把持部２６は、具体的には例えば、長さが数１０ｃｍ程度の長尺の棒状で、電極１_２の下側に配設され、電極１_２の一端側から延びるように配設されている。

このように構成された電界検知出力装置２０は、把持部２６が長尺の棒状であるため、より容易に把持できる。このため、把持部２６の先端側を把持することにより、利用者が電界から、例えば、数１０ｃｍ程度離接した位置に立った状態で、利用者自身の影響を排除し、電界検知出力装置２０を極めて高い電界であっても安全に挿入することができる。すなわち、電界検知出力装置２０の精度、非侵襲性がより向上する。

（実施の形態３）
図８は、この発明の実施の形態３を示している。この実施の形態３では、電界検知出力装置４０の把持部４６の構成が、実施の形態１における電界検知出力装置１０の把持部６と異なる。

把持部４６は、電極１_２の下側に配設され、絶縁体でリング状に形成されている。このような把持部４６を有する電界検知出力装置４０は、リング型に構成されている。ここで、把持部４６や電極１_１、１_２の大きさは、装着する部位に合わせて設定され、動作を妨げることがないような大きさに設定される。

このように構成された電界検知出力装置４０は、リング型であるため、例えば、利用者が指や腕、脚を含む感電し易い身体の部位に装着することができ、動作を妨げることがないので、容易に携帯できる。このため、電界検知出力装置４０を常に身体に装着しているので、いつでも容易に指や腕、脚などにおける電界を測定することができる。すなわち、例えば、高電界が発生する医療機器や治療機器の利用下における治療や生活、作業であっても、電界検知出力装置４０の装着時はいつでも容易に電界を測定し、電界強度や方向を確認することができるので、簡便性がより向上する。

（実施の形態４）
図９は、この発明の実施の形態４を示している。この実施の形態４では、電界検知出力装置５０の把持部５６の構成が、実施の形態１における電界検知出力装置１０の把持部６と異なる。

把持部５６は、電極１_２の下側に配設され、絶縁体で半球状に形成されている。このような把持部５６を有する電界検知出力装置５０は、キャップ型に構成されている。ここで、把持部５６や電極１_１、１_２の大きさは、装着する部位に合わせて設定され、動作を妨げることがないような大きさに設定される。

このように構成された電界検知出力装置５０は、キャップ型であるため、例えば、利用者が頭や指先を含む感電し易い身体の部位に装着することができ、動作を妨げることがないので、容易に携帯できる。このため、電界検知出力装置５０を、例えば、把持部５６を作業用のヘルメットとした場合は、電界検知出力装置５０の頭部への装着時はいつでも容易に人体の頭部における電界を測定することができる。すなわち、例えば、高電界が発生する医療機器や治療機器の利用下における治療や生活、作業であっても、電界検知出力装置５０を装着していることによって、いつでも容易に電界を測定し、電界強度や方向を確認することができるので、簡便性がより向上する。

（実施の形態５）
図１０は、この発明の実施の形態５を示している。この実施の形態５では、電界検知出力装置６０は、複数の電極１が把持部６６上に並んでアレイ状に配設されている点で、実施の形態１における電界検知出力装置１０と異なる。すなわち、この実施の形態５においては、電極１_１、１_２と、仮想接地型電流検出器２と、ＬＥＤ３_１〜３_４と、電池４と、スイッチ５を組み合わせて形成されたユニットが、把持部６６上に、７列×６行で配設されている。ここで、把持部６６の面積は、例えば、約数１０ｃｍ^２に設定される。

このように構成された電界検知出力装置６０は、例えば、スカーフやベルトなどで構成された把持部６６の表面を覆うように電極１などの組み合わせを複数配設して構成することにより、例えば、利用者が身体の所望の部位に装着することができ、動作を妨げることがないので、容易に携帯できる。このため、電界検知出力装置６０を、例えば、把持部６６をスカーフとした場合は、電界検知出力装置６０の身体への装着時はいつでも容易に電界を測定することができる。すなわち、例えば、高電界が発生する医療機器や治療機器の利用下における治療や生活、作業であっても、電界検知出力装置６０を装着していることによって、いつでも容易に電界を測定し、電界強度や方向を確認することができるので、簡便性がより向上する。このとき、電界検知出力装置６０に配設された電極１などからなるユニットによって電界が測定されて、それぞれのユニットのＬＥＤ３_１〜３_４によって当該位置における電界強度が認知可能に出力される。このため、各ユニットのＬＥＤ３_１〜３_４の点灯数の分布によって、電界検知出力装置６０上における電界の方向、電界分布をより把握し易くなる。すなわち、電界の方向や電界分布が一目瞭然となるので、電界分布の速報性を格段に向上させる。

（実施の形態６）
図１１は、この発明の実施の形態６の概略構成ブロック図を示している。電界調整システム７０は、大きく分けて、電位治療装置７１と、電界検知出力装置７２から構成される。

電位治療装置７１は、さらに、従来の電位治療器２００に受信手段７１１、電圧調整手段（調整手段）７１２を備えた構成をしている。

受信手段７１１は、赤外線、音波、電波や有線通信等の通信方法で、信号を受信して、電圧調整手段７１２に送るための装置である。受信手段７１１は、電界検知出力装置７２から送信された信号を受信して、その内容（電流値）を電気信号に変換して、電圧調整手段７１２に送る。

電圧調整手段７１２は、受信手段７１１から受け取った電流値に基づいて、電圧発生器２００４が発生する電圧を調整する。

電圧調整手段７１２は、記憶機能と、演算機能と、入力機能と、制御機能を有している。

記憶機能は、フラッシュメモリ等の記憶装置からなり、この実施の形態６では、特に、所定の電界値、過去の被治療者の体格・体型の情報（身長、座高、体重、肥満度等）と、そのとき印加した電圧強度（調整された値）が記憶されている。

また、治療を行った後には、被治療者の体格・体型の情報と、調整された電圧強度が、関連付けられて記憶される。

さらに、入力機能は、ノートパソコン等の情報処理装置や、スマートフォン等の携帯端末であり、治療開始前に記憶機能に対し、被治療者の体格・体型の情報を入力するためのものである。

演算機能は、中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ；ＣＰＵ）からなる装置である。演算機能は、受信手段７１１から受け取った電流値から、数１式または数２式に基づいて、電界強度、すなわち電界強度実効値Ｅ_ｒｍｓまたは、電界強度Ｅ（ｔ）を求める。そして、電界強度と、記憶機能に記憶されている所定の電界値を比較して、差異の有無を判定する。そして、差異があった場合には、差異を無くすような電圧に調整するように、制御機能に対して、電圧調整指示を出す。ここで、差異を無くすとは、必ずしも両者が完全一致することに限られず、予め定められ記憶機能に記憶されている誤差の範囲内に収まることも含む。また、治療開始前に、入力された被治療者の体格・体型と近似または一致する体格・体型の被治療者の記憶が記憶機能にあるかどうかを検索し、存在する場合には、該被治療者に印加した電圧強度を参照し、制御機能に対して、該電圧強度に調整するよう、電圧調整指示を出す。

制御機能は、演算機能から送られてきた電圧調整指示に基づいて、電圧発生器２００４の制御を行う回路である。ここで、演算機能から電圧調整指示がない場合（例えば、記憶機能に、被治療者の体格・体型と近似または一致する記憶がない場合）には、予め設定された設定電圧を印加するように、電圧発生器２００４の制御を行う。

電圧調整手段７１２は、電界強度と所定の電界値の差異がなくなるまで、上記の処理を繰り返す。

次に、電界検知出力装置７２について説明をする。

この実施の形態６の電界検知出力装置７２は、実施の形態１の電界検知出力装置１０とは、出力手段がＬＥＤ３_１〜３_４ではなく、発信部（送信手段）７２１であるという点で異なり、その他の構成は、同一符号を付けて、説明を省略する。

発信部７２１は、赤外線、音波、電波や有線通信等の通信方法で受信手段７１１に信号を送信するための部位であり、赤外線発光部など、信号を発信する機能や機器から構成されている。

すなわち、発信部７２１は、電界検知出力装置７２が電界を検知すると、電界の強度に応じて異なる信号を、受信手段７１１に対して発信する。

次に、本実施の形態６の作用、及び電界調整方法について、図１２及び図１３に基づいて説明する。

電界検知出力装置７２のスイッチ５を開状態にして、被治療者Ｐの頭部、腕部、胸部などの身体の各部位から０〜１０数ｃｍの位置に、電界検知出力装置７２を静置する（ステップＳ１）。

次に、被治療者Ｐの体格・体型の情報（身長、座高、体重、肥満度等）を、電位治療装置７１の入力機能により、記憶機能に記憶させる（ステップＳ２）。

電位治療器２００に被治療者Ｐを座らせて、電位治療装置７１を起動させて、電圧発生器２００４により電極間に電圧を印加する（ステップＳ３）。

電位治療装置７１の電圧調整手段７１２の演算機能は、記憶機能に入力された被治療者Ｐの体格・体型の情報と近似または一致する体格・体型のデータがあるかどうかを検索し（ステップＳ４）、存在する場合には、記憶機能に記憶されている電圧強度の値に電圧を調整するように、制御機能に対して電圧調整指示を出す（ステップＳ５）。一方、存在しない場合には、設定電圧を印加するように、電圧調整指示を出す（ステップＳ６）。

ステップＳ５、Ｓ６で、電圧調整指示を受けた電圧発生器２００４は、電圧を調整して指示に従った電圧を印加する。

電界検知出力装置７２で、被治療者Ｐの身体に印加されている電界を検知する。

電界検知出力装置７２の発信部７２１から、電流の大きさに応じた信号を発信する。

電位治療装置７１は、受信手段７１１で信号を受信して（ステップＳ７）電圧調整手段７１２の演算機能により、電界強度を測定する（ステップＳ８）。そして、電圧調整手段７１２の制御機能により、電界強度が、電圧調整手段７１２の記憶機能に記憶されている所定の電界値と差異があるかどうかを判定し（ステップＳ９）、差異がある場合には、無くなる（同じ、若しくは予め定められた誤差の範囲内）ように、電圧発生器２００４が発生する電圧を調整する（ステップＳ１０）。

電圧の調整により、電界強度が所定の電界値と差異が無くなった場合には、電圧調整手段７１２は電圧の調整を止め、電圧発生器２００４は調整された電圧を印加する。

所望の時間、治療を行ったら、電位治療装置７１を停止させ（ステップＳ１１、Ｓ１２）、電界検知出力装置７２のスイッチ５を閉状態にする。このとき、被治療者の体格・体型の情報と、調整された電圧強度が、記憶機能に関連付けられて記憶される（ステップＳ１３）。

この実施の形態６によれば、被治療者Ｐの体格・体型の違いに関わらず、人体にかかる電界を常に所定の強度に保てるので、異なる体格・体型の被治療者Ｐ間で、安定した治療効果を得ることが可能である。

以上、この発明の実施の形態１ないし６について説明したが、具体的な構成は、各実施の形態１ないし６に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態１ないし５においては、ＬＥＤ３_１〜３_４の点灯数によって、電界強度を認知可能に出力するものとして説明したが、ＬＥＤ３の数は４個に限定されないことはもちろんである。ＬＥＤ３の数を増やすことにより、より精度よく電界強度を通知することができるようになる。また、１個のＬＥＤ３の輝度によって、電界強度を認知可能に出力してもよいことはもちろんである。

また、出力手段は、ＬＥＤ３_１〜３_４、発信部７２１に限定されず、電流値や電界強度をそのまま出力可能なデジタル表示装置や、スピーカを含む音声出力手段、振動器を含む振動型出力手段、外部の表示装置や記録装置への無線通信または有線通信による出力手段など、利用者に電流値や電界強度を認知可能、通知可能となる装置であればよい。

さらに、電極１_１、１_２の形状は、四角形には限定されず、非侵襲性を保つことができる形状であれば、円形など他の形状であってもよい。また、実施の形態５に示したような、複数の電極１がアレイ状に配設されている場合には、接するユニットの電極１との距離を短くし得る形状、例えば、星型のような凸部を有する形状であると、ユニット間の干渉が強まり、測定精度が低下する。

また、実施の形態６において、調整手段は、電圧調整手段７１２に限られず、例えば、上部電極２００１の位置や角度を適切な状態に調整する、電極調整手段として、結果として被治療者Ｐの身体にかかる電界強度を変化させてもよい。

上部電極２００１の位置を変更して電界強度を調整する手段としては、例えば、上部電極２００１と、電位治療器２００の背もたれ部を分離して、上部電極２００１の位置を、上下方向に可変とする移動機能を持たせる。そして、上部電極２００１に電界検知出力装置７２を取り付け、上部電極２００１を上下に移動させることにより、電界検知出力装置７２と被治療者Ｐとの距離を調整することで、電界強度を調整することができる。ここで、上部電極２００１の移動は、自動でも手動でも可能であるが、自動で行う場合には、演算機能と連動して位置の制御を行い、変更後の上部電極２００１の位置を、被治療者Ｐの体格・体型の情報や調整後の電圧と関連付けて記憶手段に記憶することで、電界調整の効率化が可能となる。

また、上部電極２００１の角度を変更して電界強度を調整する手段としては、例えば、位置変更と同様に、上部電極２００１に電界検知出力装置７１を取り付け、その取付台座に傾動機能を持たせることにより、被治療者Ｐに対する電界検知出力装置７１の傾き（角度）を調整することで、電界強度を調整することができる。この場合も、傾動機能は演算機能と連動して角度の制御を行い、変更後の上部電極２００１の角度を、被治療者Ｐの体格・体型の情報や調整後の電圧と関連付けて記憶手段に記憶することで、電界調整の効率化が可能となる。なお、移動機能、傾動機能を実現するためには、小型モーター、油圧、エア圧などが考えられる。さらに、これら電極の位置・角度を調整する方法と、電圧調整手段７１２と併用してもよい。

また、電位治療装置７１には、受信手段７１１と調整手段７１２を設けず、すなわち、従来の電位治療器２００として、電界検知出力装置７２に上述のように電界強度をそのまま出力可能なデジタル表示装置を設け、電界強度を把握し、人手により所定の電界値になるように、電位治療器２００の電圧を調整してもよい。

また、実施の形態６では、被治療者Ｐの体格・体型の情報（身長、座高、体重、肥満度等）と、そのとき印加した電圧強度（調整された値）を記憶機能に記憶して、その記憶に基づいて、電界強度を所定の電界値に調整をしていたが、記憶機能やそこに記憶された情報を用いずに、予め定められた所定の電界強度になるように、その都度電圧を調整することも、本発明に含まれる。

さらに、実施の形態６では、使用する電界検知出力装置７２は、１個に限られず、複数個を一度に使用して、同時に被治療者Ｐの身体の数か所の電界を測定しても良い。

１_１、１_２ 電極
２ 仮想接地型電流検出器
３_１〜３_４ ＬＥＤ（出力手段）
４ 電池（電源）
５ スイッチ
６ 把持部
１０ 電界検知出力装置
２０ 電界検知出力装置
４０ 電界検知出力装置
５０ 電界検知出力装置
６０ 電界検知出力装置
７０ 電界調整システム
７１ 電位治療装置
７１１ 受信手段
７１２ 電圧調整手段（調整手段）
７２ 電界検知出力装置
７２１ 発信部（送信手段）
１００_１、１００_２ 電極
２００ 電位治療器
Ｅ_１、Ｅ_２ 導線
ｄ 電極間隔
ｓ 電極面積
Ｌ 長さ
Ｓ 電界面積
Ｐ 被治療者

Claims (7)

1. 電界が生じている空間内に静置されて前記電界を検出する電界検知出力装置であって、
   略平行に配設された平板状の２枚の電極と、
   前記２枚の電極間に配設され、前記２枚の電極に異なる極性の電荷が誘起された際に生じる直流電流または交流電流を検出する仮想接地型電流検出器と、
   前記２枚の電極間に配設され、前記仮想接地型電流検出器によって検出した電流に応じた電界強度を出力する出力手段と、
   前記２枚の電極間に配設され、前記仮想接地型電流検出器および前記出力手段に電力を供給する電源と、
   を備え、
   前記仮想接地型電流検出器は、電流入力端子間に電位差が生じない仮想接地特性を備え、
   前記２枚の電極は略平行に対向して配設され、前記２枚の電極の間には前記仮想接地型電流検出器、前記出力手段、及び前記電源が内包されて電位差が生じない状態で一体となって電極間隔を厚さとする１枚の金属板として動作しているとみなすことができる略平板状の外装部を形成し、前記２枚の電極の間隔は、前記電界に乱れが生じず、前記電界が一定値と見なされ得る長さに対して小さく、前記２枚の電極の面積は前記電界が一定値と見なされ得る面積に対して小さい、
   ことを特徴とする電界検知出力装置。
2. 前記出力手段は、電界強度を認知可能に出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電界検知出力装置。
3. 前記出力手段は、電界の方向を認知可能に出力する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電界検知出力装置。
4. 絶縁体で構成され、前記２枚の電極よりも外方に張り出した把持部と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電界検知出力装置。
5. 前記仮想接地型電流検出器は、非反転入力及び反転入力の入力端子の電圧が常に等しい仮想接地特性を備えている、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電界検知出力装置。
6. 前記出力手段は、複数の発光素子であり、前記電界強度に基づいて異なる個数の前記発光素子が発光する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電界検知出力装置。
7. 前記出力手段が前記電界強度を外部へ出力し、または前記電源が電力を受け取るためのケーブルが使用されていない、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電界検知出力装置。

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