JPS6329318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信号通路中で差込接触により互いに
結合可能な信号伝送器および信号処理部と、１次
および２次結合要素を有しその信号通路で電気的
絶縁を行なう結合部とからなる電気信号検出・処
理装置に関する。

とくに医療技術分野において生体信号を受ける
場合に、検出端（信号電極）を結合部にて処理装
置から電気的に絶縁することは通常のことであ
る。これにより、場合によつては危険である高い
漏洩電流の発生を最初から防止しようというわけ
である。結合部を有するこの種の装置は、例えば
英国特許1398166号明細書によつて公知である。
この装置の場合には、固有の情報信号伝送のため
とエネルギ伝送のために誘導式（磁気式）の伝送
器を使用した固有の結合部が固有の処理装置の外
部において電極と装置との間の接続線中にある。
運転を行うためにはこの結合部は完全な構成部分
となるように固有の処理装置に差し込まれなけれ
ばならない。しかしながら、結合部への電極の接
続も含めてこの結合部を完全な構成部分となるよ
うに差込接続を行うようにしたこのものは満足で
きるものではない。というのは所望の小形の構造
の場合に欠かせない非常に小さな空隙および沿面
距離のために、それぞれの接触端子を安全性の理
由から要求されるように絶縁することがむずかし
いからである。同じことが、雑誌「Electronics」
1969年９月号の第38頁に記載されているような心
臓信号監視もしくは処理装置にも当てはまる。こ
の装置の場合には、結合部（これも実用信号およ
びエネルギ伝送のために誘導式伝送器を備えてい
る。）が処理部と共に共通な装置ケース内に納め
られている。しかしながら、この場合には本来の
心電図信号取り出し電極が直接に装置ケースを通
して結合部に接続されていて、これがケース通過
個所で絶縁問題を生ぜしめる。

本発明の目的は、公知の装置のこれらの欠点を
除去すること、すなわち、はじめからとくに良好
な絶縁作用を示す差込接続を提供することにあ
る。

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲
第１項に記載された構成により達成される。

本発明による結合部を備えた本発明装置では、
過渡電流、とくに高電圧がかかつたときに生じる
ような過渡電流が２つの密に並んだ接触個所の間
では従来のようにはもはや流れない。両接触個所
のうちの少なくとも１つが任意に大きな面で形成
可能な差込接触として差込結合部に入り込む。し
かしながら、それにより望み通りに、生じ得る漏
洩電流に対して任意に長い空隙および沿面距離が
生じる。耐圧性が数倍高まり、絶縁問題ももはや
生じない。

本発明によれば、信号伝達方向に信号源側の結
合要素が一次機能を引き受け、信号処理部側の結
合要素が二次機能を引き受けるべきである。この
ときには、例えば生理学上の信号を信号検出端か
ら本来の装置における信号処理部に伝達する場合
に、１次結合要素が検出端（電極）側の差込接触
体にあり、信号伝送のための２次側要素が装置側
の差込接触部分にあることになる。しかしなが
ら、例えばテストパルスあるいはコード信号、ま
たは特別なスイツチ信号あるいは制御信号の如き
符号信号を装置側から接触端子または電極側に伝
達しようとする場合には方向が逆となるため結合
部では装置側の結合要素が１次機能を引き受け、
伝送器の差込接触体側の結合要素が２次機能を引
き受ける。さらに有利な実施形態では結合部は情
報信号伝送のための１次側および２次側結合要素
に分けられ、そしてエネルギ供給用のエネルギ伝
送のための別の１次側および２次側結合要素に分
けられる。

以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳細
に説明する。第１図は１次側結合要素と２次側結
合要素との差込みが縦方向差込方式で行なわれる
ようにした本発明の実施例を示し、第２図は差込
みが横方向差込方式で行なわれるようにした本発
明の実施例を示す。

第１図には上部に、例えば金属板からなる装置
ケース１が縦断面図で示されている。この装置ケ
ース１はとくに円筒状の湾入部２を有し、この湾
入部２は非磁性の導電材料からできている。この
例えば円筒として形成された湾入部の材料として
はアルミニウムを用いることができる。湾入部２
は装置側の差込接触部となる。これに合わせられ
た対向接触部３が第１図の下部に同様に縦断面図
で示されている。この対向接触部は、（受口２が
円筒状であれば同様に円筒状に形成された）細長
いケースからなり、このケースは高耐圧の絶縁材
料からなる外被４を有する。絶縁材料としては内
部金属層を有する合成樹脂が重要であり、これは
とくに高周波しや蔽に役立つ。

対向接触部３の端面５は光を通す合成樹脂、例
えばアクリルガラスからなる。

差込接触部２はケース内部にある端部６のとこ
ろで組立空間７を含む。この組立空間内にはコイ
ル８（とくにリング状）がこの例では対向差込接
触体のケース３へのエネルギー伝送のための一次
側結合要素として設けられている。これに応じ
て、差込接触体３は、二次側結合要素として二次
コイル９（とくに同様にリング状）をその差込接
触体３の端面５に、もしくはその付近に備えてい
る。

本来の情報信号伝送のためには、とくに心電図
信号の伝送のためには光結合要素が用いられる。
この光結合要素は第１図の上部に示されているよ
うに接触受口２の組立空間７に配設されている第
１の光案内体１０を有する。対向接触体３から情
報信号を伝送する場合にはこの光案内体１０は二
次機能を引き受ける。一次側伝送にはプラグ部３
における対向連絡部分１１が役立つ。一次側連絡
部分１１への光の投射は発光ダイオード１２によ
り行なわれる。これに対応して、装置ケース１に
おける光案内体１０は受光器１３（例えばシリコ
ンダイオード）を備えている。

したがつて、第１図に示されるように、コイル
８もしくは９並びに発光源１２を備えた光案内部
１１もしくは受光器１３を備えた光案内体１０は
情報信号および電源エネルギを絶縁伝送するため
の信号結合部の独立構成要素（一次側もしくは二
次側結合要素）である。しかしながら一つの結合
部のこれらの独立構成要素は差込みの瞬間に、即
ち接触部３を接触受口部２に差し込んだ瞬間に密
な空間的な近隣関係で結合部として作動可能状態
となる。

この場合、すなわち差込み接続状態ではじめ
て、情報信号のための共通な信号路１４が生じ、
またエネルギ供給のためのエネルギ路１５も接続
される。これは、情報信号供給に関しては、例え
ばケーブルターミナル１６に取り付けられている
（ただし図示されていない）心電図電極を介して
患者から心電図信号が取り出され、信号線１４を
介して差込接触体中の増幅器１７に伝達されるこ
とを意味する。この場合に増幅された信号は変調
器１８（とくに周波数変調器またはパルス幅変調
器）において変調され、そして場合によつてはス
イツチング要素１９において影響を及ぼされた後
にドライブ回路２０に与えられる。それから、ド
ライブ回路２０によつて直接に発光ダイオード１
２が変調信号にて付勢される。差込接触体３にお
けるエネルギ供給はエネルギ伝送のための二次コ
イル９に接続された二次側電源回路２１が行う。

装置自身においては光信号が受光器１３で電気
信号に変換された後に前段増幅器２２に与えら
れ、これから復調器２３に導かれて復調される。
この復調器２３から出てきた信号は場合によつて
は終段増幅器２４でさらに増幅かつフイルタされ
て指示機器２５に導かれる。指示機器２５は広義
に解釈すべきであり、すなわちそれは記憶記録器
あるいはオシロスコープまたは例えば簡単な指示
計のみであつてもよい。

装置１における一次エネルギ供給には一次側電
源回路２６が用いられる。この電源回路は外部電
源への接続端子を備えた電源部であつてもよい
し、あるいは簡単なバツテリー電源を使用するよ
うにしてもよい。一次コイル８の給電のためのエ
ネルギ伝送は発振器２７により行なわれる。さら
に第１図においては装置の差込接触部２は２つの
マイクロスイツチ２８，２９を有し、これらは対
向接触部３における溝３０によつて接続できるよ
うになつている。この接続は差込み状態において
プラグ部分３の溝３０がソケツト部分２における
マイクロスイツチ２８，２９のところにきたとき
のみ行なわれる。端面５から異なる間隔にある異
なる溝が持ち込まれることによつて、異なる差込
接触体３が異なる符号をつける。これによつて例
えば差込接触体３の型に依存した切換えが行なわ
れる。スイツチング溝の底側に開閉接触子を備え
た差込接続体は本発明とは関係なく例えばデンマ
ーク特許出願公報第1220920号公報によつて既に
知られている。

また、装置ケース１の前面側には、さらに２つ
の押ボタンスイツチ３１，３２があり、これらは
操作時にスイツチ３３，３４を介してコイル３５
もしくは３６を付勢する。これによつて対向接触
部３においてリードスイツチ３７もしくは３８が
作動させられる。リードスイツチ３７もしくは３
８の作動によつて切換スイツチ１９もしくは増幅
器１７で切換が行なわれ、例えば異なる増幅段の
符号化または調整が持たらされるように切換えが
行なわれる。

リードスイツチ３７もしくは３８はそれらの励
磁コイル３５もしくは３６と共に２つずつの互い
に対応する結合要素による全体の結合部の補充を
行う。

第２図には第１図による実施例の変形が示され
ている。すなわち第１図では差込みが縦方向に行
なわれているが第２図では横方向から差込みが行
なわれる。この場合には例えば差込受口部２′お
よび対向差込接触体３′は方形状に形成されてい
る。２次側の結合コイル９および１次側光案内体
１１のための境界面は、差込接触体３′の端面３
９にはない。それは第１図の装置に対して直角な
光通過窓４０における側面にある。

他の可能な変形として第２図の実施例はカラー
コードフイールド４１および（もしくは）磁気コ
ードフイールド４２を有する。これらの符号化は
装置側の適当な対向走査器と共に第１図の実施例
の符号溝に相応したスイツチ経過や増幅器切換器
２を行なうことができる。

第２図の上方には装置１および差込接触体３′
が差込まれた状態で示されている。第２図の下方
には差込接触体３′のみが縦断面で示されている。

第１図および第２図の両実施例において、装置
ケース１は接地（保護導体）電位にある。これに
対して差込接触体３′のケースの電位は浮いてい
て自由電位にある。しかしながら、今や次のこと
を理解すべきである。すなわちケースと差込接触
体との間の漏洩電流が全く特別な本発明による接
触により漏洩通路の任意に長い空隙および沿面距
離を与えられるということである。これによつて
絶縁問題を最小限にして所望の高い耐圧力を得る
ことができる。

実施例はとくに医療用の機器、すなわち心電
図、血圧、体温などの生理学上の信号を患者から
処理装置へ伝送するための機器に関する。しかし
ながら本発明は純粋な医療用に限られるものでは
ない。本発明は必要な場合にはもちろん普遍的に
一般の測定技術にも導入できるものである。その
場合に適用分野は、例えば２つの計算機間でデー
タが伝送され、外乱の影響による過渡電流の抑制
のために伝送線中に結合個所が組み込まれなけれ
ばならないような一般の測定データ伝送であり得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の互いに異なる実
施例を示す。 １……装置ケース、２，２′……信号処理部側
差込接触部、３，３′……信号伝送器側差込接触
器、８……１次コイル、９……２次コイル、１
０，１１……光案内体、１２……発光ダイオー
ド、１３……受光素子、１６……ケーブル端子
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号通路中で差込接触により互いに結合可能
   な信号伝送器および信号処理部と、１次および２
   次結合要素を有し前記信号通路中で電気的絶縁を
   行う結合部とからなる電気信号の検出・処理装置
   であつて差込接触の形成により両結合要素８，
   ９；９，１１が１次および２次結合要素として空
   間的近隣関係にて結合部を構成するように、それ
   ぞれ２つの互いに対応関係にある１次および２次
   結合要素８，９；１０，１１のうち、信号処理部
   １の側の差込接触部２ないし２′には両結合要素
   の一方８；１０が配置され、これと適合接触する
   信号伝送器１６の側の対向接触部３ないし３′に
   は両結合要素の他方９；１１が配置されており、
   その際差込接触部は凹形に、対向接触部は凸形に
   形成され、信号取出部から信号処理装置へ信号を
   伝送するために装置ケース１は装置側差込接触部
   となる湾入部を有し、この湾入部へ、信号取出部
   側対向接触部としてケーブルを介して信号取出部
   に接続される対向接触部分が適合接触し、装置ケ
   ース１における差込接触部２ないし２′は非磁性
   導電材料、とくにアルミニウムからなり、対向接
   触部３ないし３′は高耐電圧の絶縁材料製の、と
   くに内部金属層を有する合成樹脂製の外被４を持
   つとくに細長いケースからなることを特徴とする
   電気信号の検出・処理装置。 ２ 信号伝達方向にて信号源側の結合要素が１次
   側機能を引き受け、信号処理部側の結合要素が２
   次側機能を引き受けることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記結合部は情報信号伝送用の１次および２
   次結合要素１１；１０に分けられ、かつ電源エネ
   ルギ供給用の別の１次および２次結合要素８；９
   に分けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の装置。 ４ 情報信号伝送のための１次および２次結合要
   素として光案内部１１，１０があり、これらのう
   ち第１の光案内部１０は信号処理部１側の差込接
   触部２ないし２′に設けられ、そして第２の光案
   内部１１はその信号処理部側の差込接触部と適合
   接触する信号伝送器１６側の対向接触部に設けら
   れ、差込状態において第１および第２の光案内部
   は完全に一体となつて信号伝送を行うように密着
   可能であることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の装置。 ５ ２つの光案内部１０，１１はそれらの端面の
   ところで差込状態で差込接触部によりとくに平面
   的に接合可能であることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の装置。 ６ 電源エネルギ供給のために結合要素としてコ
   イル８，９が使用され、これらのうち少なくとも
   １つは信号処理部１の側の差込接触部２ないし
   ２′にあり、少なくとも他の１つはその信号処理
   部側の差込接触部と適合接触する信号伝送器１６
   の側の対向接触部３ないし３′にあることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項ないし第５項のいず
   れかに記載の装置。 ７ 接触部２，３；２′，３′では１次および２次
   結合要素が縦方向差込かまたは横方向差込かのい
   ずれかで差込可能であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の
   装置。 ８ 装置ケース１における差込接触湾入部２ない
   し２′は装置内側にある端部６に空間７を有し、
   この空間には電源エネルギ伝送用１次要素として
   コイルと共に２次光案内部１０が配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装
   置。 ９ 装置ケース１における差込接触部２ないし
   ２′と適合接触する信号取出部側の対向接触部３
   ないし３′には、縦方向差込方式の場合にはその
   対向接触部の端面５もしくはその近くに、横方向
   差込方式の場合には側面に、エネルギ伝送用２次
   コイル９および情報信号伝送用の第２の光案内部
   １１が設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項記載の装置。 １０ 情報信号および電源エネルギの伝送のため
   の結合部は、信号伝送器と信号処理部との間で所
   定の制御信号をやりとりする開閉信号伝送器によ
   つて補充され、しかも付加的な開閉信号発生器は
   １次結合要素として永久磁石もしくは磁石コイル
   ３５，３６を、そして２次結合要素としてリード
   スイツチの如き磁気感応開閉器３７，３８を有
   し、永久磁石または磁石コイルもしくは磁気感応
   開閉器のうち一部は信号伝送器に、一部は信号処
   理部にあり、信号伝送器と信号処理部との間の差
   込接触状態形成によりはじめて両結合要素３５お
   よび３７ないし３６および３８は空間的近隣関係
   にある１次および２次結合要素として結合部を構
   成することを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第９項のいずれかに記載の装置。 １１ 信号伝送器１６の対向接触部３，３′のケ
   ース内には情報信号通路１４中にパルス幅変換器
   またはパルス周波数変調器の如き情報信号変調器
   １８を備えた少なくとも１つの前段増幅器１７が
   配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第１０項のいずれかに記載の装置。 １２ 信号伝送器の対向接触部のケース内には前
   段増幅器１７および変調器１８と共に発光ダイオ
   ード１２を動作させるためのドライブ回路２０も
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１１項記載の装置。 １３ 信号伝送器１６の対向接触部３ないし３′
   のケース内には、例えば前置増幅器１７のような
   信号処理要素での所定の切換動作を行わせるため
   の切換要素１９も含まれていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１１項または第１２項記載の装
   置。 １４ 信号伝送器１６の対向接触部３ないし３′
   のケースは２次エネルギ供給のために２次結合要
   素９に接続された２次側電源回路２１を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項ない
   し第１３項のいずれかに記載の装置。 １５ 装置ケース１における信号処理部側の情報
   信号通路１４には前段増幅器２２、復調器２３が
   あり、そして場合によつてはさらに指示器２５用
   のドライブ回路２４もしくは終段増幅器があるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１
   ４項のいずれかに記載の装置。 １６ 装置ケース１における信号処理部側のエネ
   ルギ供給路１５には電源装置またはバツテリの如
   き１次側エネルギ供給部２６があり、その１次側
   エネルギ供給部２６はエネルギ伝送のための１次
   結合要素８と発振器２７を介して接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   １５項のいずれかに記載の装置。 １７ 信号伝送器１６の対向接触部３ないし３′
   には接触溝３０またはカラーコードフイールドま
   たは磁気コードフイールドまたはそれらの組合わ
   せが設けられ、これには信号処理部１側の差込接
   触部２ないし２′において所定の開閉動作または
   制御動作を行わせるための応動スイツチ（例えば
   ２８，２９）が対応することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第１６項のいずれかに記載
   の装置。