(57)【要約】【課題】例えば脳波キャップやヘッドセット等の電極を固定する手段と共に用いられる場合に、被験者の頭部形状によらず電極が正対して頭皮に当接されやすい脳活動計測用電極、その電極を使用した頭部装着装置及び脳活動計測システムを提供すること。【解決手段】頭皮に当接させて使用する脳活動計測用電極５において、頭皮に当接させて電気的情報を取得する機能を有する１又は複数の頭皮接地部の周囲に電気的情報を取得する機能を有さない１又は複数のガイド体を配置した。電極５をヘッドセット１の裏面に固着し、電極５が頭皮に押圧されるように被験者の頭部にヘッドセット１を装着する時、ガイド体によって電極５の姿勢が頭皮に正対する方向に修正される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭皮に当接させて使用する脳活動計測用電極において、
頭皮に当接させて電気的情報を取得する機能を有する１又は複数の頭皮接地部の周囲に電気的情報を取得する機能を有さない１又は複数のガイド体を配置したことを特徴とする脳活動計測用電極。
【請求項２】
前記ガイド体は前記頭皮接地部と同長、又は、前記頭皮接地部よりも長尺に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の脳活動計測用電極。
【請求項３】
前記ガイド体は複数が散点的に前記頭皮接地部を包囲する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の脳活動計測用電極。
【請求項４】
複数の前記頭皮接地部から選択された所定の前記頭皮接地部のそれぞれの外方位置に近接した位置に前記ガイド体が１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項５】
前記ガイド体は先端側が外方に開いていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項６】
複数の前記頭皮接地部は本体中心を回転中心として回転対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項７】
複数の前記頭皮接地部に包囲された内側領域にはウェット電極装着部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項８】
前記ウェット電極装着部は突起状の部分を有し、前記突起状の部分に繊維束で構成されたウェット部材を刺して保持するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の脳活動計測用電極。
【請求項９】
前記繊維束は同一方向に延出される繊維で構成され、前記脳活動計測用電極を頭皮に接地させる方向が前記繊維束の繊維延出方向に略沿った方向となるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の脳活動計測用電極。
【請求項１０】
前記ウェット電極装着部は突起状の部分を有し、前記突起状の部分に導電性ゲルで構成されたウェット部材を刺して保持するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の脳活動計測用電極。
【請求項１１】
前記突起状の部分の先端に、隣接する前記突起状の外周に対して外方に膨らんだストッパ部を有するようにしたことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１２】
前記突起状の部分は、前記頭皮接地部よりも短尺に構成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１３】
前記頭皮接地部は導電性能を有する合成樹脂素材から構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１４】
前記頭皮接地部及び前記ウェット電極装着部は合成樹脂成形品として一体成形されていることを特徴とする請求項１３に記載の脳活動計測用電極。
【請求項１５】
前記頭皮接地部と前記ガイド体とはそれぞれ異なる素材から構成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１６】
前記頭皮接地部の上部位置には電極固定部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１７】
前記脳活動は脳波として記録されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１８】
前記脳活動は脳磁界として記録されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の脳活動計測用電極。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の脳活動計測用電極を頭部装着用のベースに取り付けた頭部装着装置。
【請求項２０】
前記脳活動計測用電極には、脳活動信号を増幅する増幅装置に固定されていることを特徴とする請求項１９に記載の頭部装着装置。
【請求項２１】
前記増幅装置は前記ベース側に固定され、前記脳活動計測用電極は前記増幅装置のキャッチ部に支持されていることを特徴とする請求項２０に記載の頭部装着装置。
【請求項２２】
前記脳活動計測用電極は前記増幅装置のキャッチ部に対して着脱可能とされていることを特徴とする請求項２１に記載の頭部装着装置。
【請求項２３】
前記増幅装置と、前記頭皮接地部の上部に形成された頭部装着用のベース保持部と、によって前記ベースを挟んでいることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれかに記載の頭部装着装置。
【請求項２４】
請求項１〜１８のいずれかに記載の脳活動計測用電極を備え、前記脳活動計測用電極によって得られた脳活動信号に基づいて脳活動を計測する脳活動計測システム。
【請求項２５】
請求項１９〜２３のいずれかに記載の頭部装着装置を備え、前記脳活動計測用電極によって得られた脳活動信号に基づいて脳活動を計測する脳活動計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脳活動を計測するために使用される脳活動計測用電極、その電極を備えた頭部装着装置及び脳活動計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳波計測において被験者の頭部に電極を接置させる方法として、ウェット式とドライ式がある。ウェット式は、例えば電極の接置箇所の頭髪を掻き分け頭皮を露出させてから、必要に応じてアルコール等で頭皮上の皮脂を取り除き、導電性ジェルや導電性ペーストを塗布した皿電極等の電極を頭皮に接地させるものである。この場合、接触抵抗を下げることができるため、パッシブ型の脳波計であってもノイズ混入の少ない脳波を取得することができる。しかし、アルコール等で皮脂を取り除いたり、脳波計測時に被験者の頭部に導電性ジェルや導電性ペーストを塗布しなければならないため、研究や医療用途等での精密な脳波計測以外にはなかなか普及していない。また、パッシブ型の脳波計では、電極から差動増幅器（アンプ）をつなぐ電極線が被験者に触れたり、動くことでノイズ源になるという問題があり、特に動作を伴う脳活動の計測は難しい。
このようなことから、様々なドライ式の電極の開発がされている。ドライ式の電極とは、金属や導電性樹脂等を用いるものである。ドライ式の電極は、ウェット式のように、被験者の頭部に導電性ジェルや導電性ペーストを塗布したり、接地前にアルコール等で皮脂を取り除いたりすることは必須ではない。そのため、研究、医療目的だけでなく、ヘルスケア等の産業用途にも期待されている。ドライ式の電極では、ウェット式の電極を導電性ペースト等を用いて接置する場合に比べて接触抵抗が下がらないため、脳波に環境由来等のノイズが混入しやすい。そのため、通常、ドライ式の電極は電極の近傍にプリアンプを配置するアクティブ電極と組み合わせて用いられる。アクティブ電極では、プリアンプにより、電極と差動増幅器（アンプ）をつなぐ電極線由来のノイズの発生は抑えられることとなり、被験者が動いている場合であっても電極線由来のノイズの少ない脳波の計測が可能になる。ドライ式の電極はドライ電極、ウェット式の電極はウェット電極と呼ばれる。
【０００３】
ドライ式の電極は、ウェット式のように被験者の頭部に導電性ジェルや導電性ペーストを塗布したり、接地前にアルコール等で皮脂を取り除いたりすることは必須ではない。しかし一方、ドライ式の電極では導電性ペースト等を介して電極を頭皮に接置しないため、脳波キャップやヘッドセット等による、被験者の頭部に対して何らかの電極を固定して接地する手段と共に用いる必要がある。また、ドライ式の電極では、導電性ペースト等を介して電極を頭皮に接置しないため、電極と頭皮の間に毛髪が挟まることを回避して通電できるような電極形状を工夫する必要がある。ドライ式の電極はアクティブ電極と組み合わせることで接触抵抗が比較的高くても脳波の波形が精度よく記録できるものであるが、脳波の被験者の頭皮の肌質や体質、室温や湿度等の環境の影響等により、接触抵抗がほとんど下がらず、十分な精度で脳波が記録できないこともある。
【０００４】
ドライ式の電極の例として特許文献１を示す。特許文献１は、導電性を示す樹脂製の電極、その電極を使用した頭部装着装置及び脳活動計測システムに関するものであり、例えば図３１に示すような円盤１３８に多数の円柱状の突起部１３９を有する電極が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−２０２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように「多数の円柱状の突起（頭皮接地部）」を有する電極は、脳波キャップやヘッドセット等の電極を固定する手段と共に用いられる場合、以下のような課題を有する。
まず、このような電極では、図１５（ａ）のように、「多数の円柱状の突起」が頭皮に対して全体として正対して接地することを想定して設計されている。電極中心線は、頭皮の面方向に対して垂直となっている。「多数の円柱状の突起」は、間の髪の毛を避けて電極の一部が頭皮に接触する可能性を上げると共に、頭皮にかかる電極からの力を分散させる。しかし、発明者らの検討では、脳波キャップやヘッドセット等の電極を固定する手段でこの電極を用いると、図１５（ｂ）のように突起の１本、もしくは、隣接する２本だけが頭皮に接し、その他突起が浮いた状態になって電極にかかる力の釣り合いが取れてしまう現象がかなりの割合で発生する。
脳波キャップのように布や網等で電極を接地させる場合であれば、電極１つ１つの向きを確認して直せばよいのであるが、１つ１つの電極を調整するのに手間がヘモグロビンかかり、時には図１５（ｂ）のように電極が浮いている状態になっているのに気付かないこともある。また、特にヘッドセットの場合には、脳波キャップよりも電極の向きの調整の自由度が劣るため、図１５（ｂ）のようになってしまった電極の向きを直すことが困難であることがある。その場合、脳波の波形自体は円柱状の突起の先端が頭皮に接地しているため、計測することはできる。しかし、破線で示すような電極を頭皮に押さえる力が全て頭皮と接地している円柱状の突起の先端にかかってしまうため、被験者に痛みが生じてしまう可能性がある。発明者らの検討では、図１５（ｂ）のような状態で釣り合いが取れてしまいやすいそのような電極位置は、特に、図１６に示した前頭部（frontal）、正中前頭部（midline frontal）、頭頂部（parietal）、正中頭頂部（midline parietal）の電極を中心とした電極である。これらの電極位置は電極が斜めから（すなわちある一点から）頭皮に接地しやすく、個人の頭部形状の差も大きく、電極が接地される際の角度も様々となるためである。
通常、このような装着時の電極の向きの課題について改善するには、ヘッドセット等の電極保持部の稼働機構を工夫することがまず解決方法として考えられるが、電極そのものを工夫して頭皮に対して斜めに接地されにくくできれば、なおよい。
本発明は、このような問題点に鑑み、例えば脳波キャップやヘッドセット等の電極を固定する手段と共に用いられる場合に、被験者の頭部形状によらず電極が正対して頭皮に当接されやすい脳活動計測用電極、その電極を備えた頭部装着装置及び脳活動計測システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために第１の手段では、頭皮に当接させて使用する脳活動計測用電極において、頭皮に当接させて電気的情報を取得する機能を有する複数の頭皮接地部の周囲に電気的情報を取得する機能を有さない１又は複数のガイド体を配置した。
「ガイド体」によって、脳活動計測用電極が傾いて頭皮に当接しようとする場合には頭皮接地部よりも外側のガイド体のいずれかの先端が先に頭皮に接地することとなり、脳活動計測用電極を頭部装着装置に固定して使用した際に、先に頭皮に接地したガイド体のいずれかの先端が支点となって脳活動計測用電極が頭皮に接地されることになる。このとき、ガイド体を有さず頭皮接地部のいずれかの先端が先に頭皮に接地する場合と比較し、ガイド体を有するようにすることで、電極中心線からガイド体のいずれかの先端が離れた位置になることにより、脳活動計測用電極が斜めに頭皮に当接している場合にモーメントを生じやすくなる。そのため、脳活動計測用電極が斜め状態となって一部の頭皮接地部の先端のみで頭皮に接地されてしまうという不具合が生じにくく、脳活動計測用電極が頭皮に正対して接地しやすくなる。尚、電極中心線とは図１５（ａ）に示すように、脳活動計測用電極が頭皮に正対した時に電極中心位置において頭皮に対して垂直となる線のことを言う。
「脳活動計測用電極」は、電極を頭皮に接地させる際には、例えば脳波キャップやヘッドセット、ヘッドバンド等の頭部装着装置により頭部に固定されるとよい。ヘッドセットは、脳活動計測用電極を頭部に固定する機構・構造を有するものであり眼鏡やヘッドホン、ＶＲディスプレイ等のデバイスと組み合わせた複合形状も含まれる。頭皮接地部は、ドライ電極もウェット電極も使用可能であるが、脳波計測用の導電性ペーストや導電性ジェル、生理食塩水等を含浸させた綿等を用いずとも、脳活動を計測できるドライ電極であることがよい。頭皮接地部の頭皮への接地径はφ６〜１５ｍｍがよい。あまりに狭いと頭皮と電極との接触の可能性が落ちてしまうし、広すぎると脳活動を取得する部位が広がってしまい、計測する脳活動が劣化することとなる。
「ガイド体」は、特に形状は問わない。ガイド体は１つでも複数でもよい。ガイド体の先端は電極を頭皮に接地する際の支点とするため突起状であることがよい。突起状とすることで毛髪を避け、電極を正対して当接させた際に電極が浮き上がることを減らすことができる。この突起は円錐状や円柱状でもよいが、先端の横幅２．５〜５ｍｍ程度の「楕円錐台」または「面状」とすることでガイド体が頭皮に当接する際の接地形状を「点」から「線」にでき、頭皮にかかる圧力を減らすことができるため更によい。頭皮にかかる圧力を減らすことで、脳活動計測用電極を被装用者が装着する際の痛みや圧迫感を減少させることができる。ガイド体は例えば非導電性素材を用いるか、または、脳活動計測用電極との間に絶縁体を配置させるようにして絶縁されているとよい。ガイド体からの脳活動の混入を無くすことで、脳活動を高い精度で記録できるためである。ガイド体は可撓性があるとよい。撓むことで頭皮に接地させた際の頭皮への押圧力が軽減されるからである。ここで、ガイド体の可撓性が頭皮接地部の可撓性よりも低い（変形しにくい）素材であるかほぼ同じ可撓性である場合には、ガイド体の先端は、頭皮接地部の先端と同一平面上にあるか、頭皮接地部の先端よりも０．５〜１ｍｍ程度頭皮から離れた位置になることがよい。脳活動の計測のためには頭皮接地部を頭皮に接地させる必要がある一方で、頭皮接地部があまり大きく飛び出てしまうと頭皮接地部がまず頭皮に接地することになってしまいガイド体としての役割を果たさなくなってしまうためである。また、ガイド体の可撓性が十分に大きいか、または、頭皮接地部の可撓性よりも大きい（変形しやすい）場合には、ガイド体の先端は、頭皮接地部の先端の平面よりもより頭皮側に長くするとよい。その場合、ガイド体が撓むことで電極の向きが頭皮に対して正対しやすくなる。
「頭皮接地部」は特に形状は問わない。頭皮接地部は複数がよい。頭皮接地部は脳活動を電気的情報として取得するため導電性能があるとよい。金属でもよいが、導電性能を有する合成樹脂素材でもよい。
【０００８】
ここに「脳活動」は一般に外部から電流が流れることで発生する磁場や異なる位置での電位差（電圧差）、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン等の吸光による近赤外線の光量差として計測でき、そのため本発明の「脳活動計測用電極」としては、例えば、脳の神経活動に伴う電流変化（電位差の変化）を計測する脳波計測用の電極や、脳活動に伴う電流の変化を磁場の変化として計測する脳磁界（脳磁場）計測用の電極や、脳活動に伴う脳の血流（酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン量等）の変化を近赤外線の受光量の変化として計測する近赤外分光計測用のプローブに使用することがよい。特に、脳活動を電位差（電圧差）として記録する場合（脳波計測）においては、ドライ電極であることが被験者への計測負担を減らすことができるため好ましい。脳活動は、電位差（電圧差）として記録する脳波であることがよい。また、脳活動は、磁場の変化として記録する脳磁界であることが好ましい。これらの脳活動は、神経活動に伴うニューロン活動をミリ秒単位で計測するものであり、脳活動計測用電極を頭皮に対して正対して接地することで高い精度で脳活動を記録できるようになるためである。
ここに「頭皮に当接」とは、脳活動計測用電極を用いて脳活動を計測する際に、脳活動が電位差、磁場変化、近赤外線の受光量等のデータとして取得できるように脳活動計測用電極が頭皮に接触又は近接していることである。脳活動計測用電極は頭皮に密着していることが好ましいが、必ずしも密着している必要は無く、脳活動がデータとして取得できれば、多少頭皮から離れていたり、間に頭髪が挟まれていても構わない。
これら定義は以下の手段においても同様である。
【０００９】
また、第２の手段として、前記ガイド体は前記頭皮接地部と同長又は、前記頭皮接地部よりも長尺に構成されているようにした。
ガイド体が頭皮接地部の周囲にあるとき、ガイド体が頭皮接地部と同長又は長尺であると、電極中心線からガイド体の先端が離れた位置になり、確実に先にガイド体先端が頭皮に当接するため脳活動計測用電極が斜め状態となって一部の頭皮接地部の先端のみで接地されてしまうという不具合が生じにくくなる。ここで前記ガイド体、前記頭皮接地部の「長さ」は電極中心位置での「高さ方向の長さ」が脳活動計測用電極が頭皮に正対して接地された時の電極の当たり具合と関連するため重要である。例えば、実施の形態１の図３（ａ）に示した電極５のガイド体であるガイド突起１３と頭皮接地部である第１の突起９は、外方に開いている分、ガイド体の方が長くなっているが、中心位置での高さ（高さ方向の長さ）は、ガイド体と頭皮接地部は同じである。そのため、頭皮に正対して当接した際には、ガイド体と頭皮接地部が頭皮表面に等しく当たることになる。
特に、ガイド体が可撓性を持つ素材よりなる場合にはガイド体が頭皮接地部よりも長尺であると脳活動計測用電極を被装着者に装着する際に、頭皮接地部が頭皮に接地するまでガイド体が撓み、また、接地後はガイド体が頭皮に対して反発するためクッション性が増し装着時の痛みや圧迫感を軽減できることになるためよい。このようにガイド体が頭皮接地部よりも長尺である場合には、ガイド体は、頭皮に当接する際にはいずれかのガイド体の先端が先に当接し支点となる事によりガイド体として機能し、頭皮接地部が頭皮に当接後はクッション体として機能することになるためよい。
また、第３の手段として前記ガイド体は複数が散点的に前記頭皮接地部を包囲する位置に配置されているようにした。
このように散点的に配置されたガイド体が頭皮接地部を包囲することで、電極が頭皮に当接する際にどのような方向に傾いても、ガイド体のいずれかが先に頭皮に接地することとなり、一部の頭皮接地部の先端のみで接地されてしまうという不具合が解消されやすくなる。
また、第４の手段として、複数の前記頭皮接地部から選択された所定の前記頭皮接地部のそれぞれの外方位置に近接した位置に前記ガイド体が１つずつ配置されているようにした。
このように頭皮接地部の外方位置に近接した位置にガイド体を配置するようにすることで頭皮接地部が単独で頭皮に当接してしまうことが防止されまず、ガイド体から先に頭皮に当接する可能性が高くなるため、頭皮接地部の先端のみで接地されてしまうという不具合が解消されやすくなる。この際にガイド体は先端側が外方に開いていることがよい。
【００１０】
また、第５の手段として、前記ガイド体は先端側が外方に開いているようにした。
このようにすることで、電極が傾いて頭皮に接近した際に電極中心線から離れた外位置でガイド体が先に当接しやすくなり、モーメントが発生して傾きが修正されることとなる。この際にガイド体はなるべく電極の本体中心から遠い位置、例えば本体の縁近くで外方に開いていることがモーメントが大きくなってよりよい。また、ガイド体が可撓性を持つ素材の場合には、ガイド体の先端が外方に開いていると電極装着時および電極装着中の痛みや圧迫感を和らげるクッション体として働くことになるためよい。特に電極接地部がガイド体よりも短尺として構成されている場合にガイド体はクッション体としての機能が高くなるためよい。また、ガイド体が可撓性を持つ素材の場合には、ガイド体は経線方向が二次曲線状に内に凸となるように緩やかに曲がっているとよい。このようにすることで、ガイド体のいずれかの先端が頭皮に接地し支点となる場合にガイド体にクッション性を持たせることができ、頭皮接地部が頭皮に当接するまでの間の装着時の痛みを軽減することができる。また、頭皮接地部が当接した後、すなわち電極装着中にガイド体がクッション体となり電極装着中の痛みや圧迫感を感じにくくすることができるためよい。
また、第６の手段として、複数の前記頭皮接地部は本体中心を回転中心として回転対称となるように配置されているようにした。
これによって電極がどのような方向でどのように傾いてもその周囲にガイド体があるため、どのような方向に傾いても一部の頭皮接地部の先端のみで接地されてしまうという不具合が解消されやすくなる。
【００１１】
また、第７の手段として、複数の前記頭皮接地部に包囲された内側領域にはウェット電極装着部が形成されているようにした。このウェット電極装着部には「ウェット部材」を装着して用いることができる。ドライ電極はウェット部材を装着することでウェット電極として機能させることができるようになる。これによって例えば外側の頭皮接地部をドライ電極とし、内側のウェット電極と併せてドライ式とウェット式の両方を備えた電極を提供できるようにすることができる。これは特に脳活動が脳波である時に好適である。脳波計測においてドライ式の電極の場合には被験者の体質や気温、湿度等により接触抵抗が下がりにくいことがあるが、ウェット電極装着部を形成することで、必要に応じてドライ式の電極にウェット電極を組み合わせられることとなり、どのような被験者や気温、湿度であってもノイズの少ない脳波波形を取得することができるようになる。また、ウェット電極装着部を複数の頭皮接地部で包囲することにより、ウェット電極装着部よりも電極中心線から離れた位置に頭皮接地部の先端が位置することになるため、頭皮接地部がウェット電極装着部よりも頭皮に対して当たりやすくすることができる。
また、第８の手段として、前記ウェット電極装着部は突起状の部分を有し、前記突起状の部分に繊維束で構成されたウェット部材を刺して保持するようにした。
突起状の部分が繊維束で構成されたウェット部材に刺さることとなるため取り付けやすく、また一旦突起状の部分に刺されるとウェット部材は突起状の部分を周囲から支えることとなって突起状の部分から抜けにくくなるため、突起状の部分を有することは繊維束からなるウェット部材の保持手段としてよい。そのようにすることで、ウェット電極装着部で強い力で保持することができるようになるため、被験者の頭皮に電極を接地させる際にウェット部材が脱落することがない。ウェット部材は、頭皮接地部の側面に接していても接していなくてもよい。頭皮接地部の側面に接する場合にはウェット電極保持時の安定性が増すことになる。一方で、頭皮接地部の側面にウェット部材を接しないで保持する場合には、ウェット部材がクッションとしての役目を果たしやすくなるためよい。このような保持は、突起状の部分に繊維束で構成されたウェット部材を刺して保持することで可能になるものである。
繊維束からなるウェット部材の繊維素材は、繊維束を形成できる素材であれば特に問わない。天然繊維である植物性繊維や動物性繊維、化学繊維である無機繊維や精製繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等を用いることができる。植物性繊維とは、綿、カボック、麻（リネン）、ヘンプ、ジュート、サイザル麻、やし、いぐさ等である。動物性繊維とは、絹、羊毛、アルパカ、アンゴラ、カシミヤ、キャメル、モヘア、ラクダ、ダウン、フェザー等である。無機繊維とは、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維等である。精製繊維とは、リヨセル・テンセル等である。再生繊維とは、レーヨン、ビスコースレーヨン、ポリノジック、キュプラ、再生セルロース繊維等である。半合成繊維とは、アセテート、トリアセテート、プロミックス等である。合成繊維とは、ナイロン、ポリエステル、アクリル、アクリル系、ビニロン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエチレン、ビニリデン、アラミド、ポリアリレート、ＰＢＯ、エチレンビニルアルコール、アクリレート、ポリ乳酸等である。繊維束は例えば柱状に押し出したり延出するなどして形成することができる。吸水性を有する繊維素材であっても非吸水性を有する繊維素材であってもよいが、非吸水性の素材の方がベタつかないためよい。繊維束は柱状の繊維束を形成しておき、繊維束の先端を金型等を用いて面取りしたり、Ｒ形状にすることがよい。繊維束の先端を細くすることで、髪の毛を避け易くなる。繊維束の直径はφ４〜１０ｍｍ程度がよい。ウェット部材は、生理食塩水や導電性ジェルを染み込ませて用いることがよい。ウェット部材に染み込ませるのは生理食塩水を用いるのが、計測後の洗髪が必要ないため特によい。ウェット部材を繊維束としておくことで、毛細管現象により生理食塩水や導電性ジェルが染み込みやすくなり、短時間で繊維束の内部に生理食塩水や導電性ジェルを浸透させることができよい。通常、生理食塩水は導電性ジェルに比べて蒸発しやすく、長時間の計測には適さないが、ウェット部材を繊維束とすることで相対的に外部と接触している面積が減るため比較的長時間の計測でも計測データの劣化が起きにくくなる。生理食塩水や導電性ジェルには少量のアルコールやグリセリン等の粘性や液体の極性を変化させる物質を含んでもよい。繊維束の繊維はカーボンや導電性繊維であってもよい。繊維自体に導電性を持たせることでウェット部材に浸透している生理食塩水や導電性ジェルが少なくなっても安定して計測することができる。繊維束からなるウェット部材は、ディスポーザブルであり、被験者ごとや計測日ごとに取り替えるようにすることが衛生面からよい。ドライ電極の表面はアルコール等で清掃可能であるが、ウェット部材で生理食塩水等を保持する機構を一体としてしまうと表面の使用後の清掃は困難であるためである。
また第９の手段として、前記繊維束は同一方向に延出される繊維で構成され、前記脳活動計測用電極を頭皮に接地させる方向が前記繊維束の繊維延出方向に略沿った方向となるようにした。
このウェット部材の繊維束がこの向きであると、突起状の部分がウェット部材の繊維方向に沿って刺さることとなって取り付けやすく、またランダムな繊維塊の状態よりも繊維方向が揃っていることからウェット部材は押し広げられた繊維束によって突起状の部分を周囲からより強く支えることとなって突起状の部分から抜けにくくなるためよりよい。また、繊維束の繊維方向が電極と垂直方向とすることにより、頭皮と電極との間に通電の経路ができやすくなるためよい。
また第１０の手段として、前記ウェット電極装着部は突起状の部分を有し、前記突起状の部分に導電性ゲルで構成されたウェット部材を刺して保持するようにした。
「導電性ゲル」としては、例えば、導電性のハイドロゲルやイオンを担持した高分子ゲルなど公知の導電性ゲルを用いることがよい。導電性ゲルには予め水分や生理食塩水等を含ませておいてもよく、使用時に水分や生理食塩水等を含ませてもよい。導電性ゲルの機械的な強度は一般的に高くなく、長時間保持することが難しいが突起状の部分に刺して保持することで簡易にウェット部材を装着や脱着できることになる。ウェット部材の厚さ（高さ方向）は特に限定するものではなく、シート状のように厚さ１ｍｍ以下でもよい。また、特に２ｍｍ〜８ｍｍ程度であるとウェット電極装着部に装着したり脱着したりという取扱がしやすいためよい。導電性を有するゲルで構成されたウェット部材は、ウェット電極装着部の突起状の部分に対応した窪みを有することがよい。
また第１１の手段として、前記突起状の部分の先端に、隣接する前記突起状の外周に対して外方に膨らんだストッパ部を有するようにした。
これによって繊維束で構成されたウェット部材がより突起状の部分に強く保持されることとなる。
【００１２】
また第１２の手段として、前記突起状の部分は、前記頭皮接地部よりも短尺に構成されているようにした。
これによって、ウェット部材を突起状の部分に刺して保持した時に頭皮接地部の先端に比べて過度に飛び出ることが無くなるためよい。また、突起状の部分に保持されたウェット部材を頭皮接地部によって包囲することができるためウェット部材の保持力が向上することとなる。
【００１３】
また第１３の手段として、前記頭皮接地部は導電性能を有する合成樹脂素材から構成されているようにした。
導電性能を有する合成樹脂素材から構成することで、金属素材に比べて被験者の頭部が冷たく感じることがなくなり、柔らかな素材（「柔軟な材料」）を使用することができるため被験者にとって使いやすい脳活動計測用電極を提供することができる。
ここに、「導電性能を有する合成樹脂素材」は、合成樹脂自体が導電性能を有する場合と、導電性がない合成樹脂に導電性物質を含有させて導電性能を有するようにした場合の両方を含む。導電性がない合成樹脂に導電性物質を含有させて導電性能を有するようにした場合には、導電性のない合成樹脂素材に導電性物質を含有させても、導電性のない合成樹脂素材に導電性物質を含有した物質をコーティングしてもよい。また、合成樹脂素材自体が導電性を有する場合に、導電性物質を含有した物質をコーティングしてもよい。合成樹脂に導電性物質を含有させる場合には微細な導電性物質群を含有することがよい。「導電性物質群」としては、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、アルミ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノブラシ、ポリチオフェン系、ポリアセチレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等である。ここで「微細」とは、繊維状や粉状の少なくともいずれか一方の形態である。繊維状や粉状以外の形態（例えば粒状や太い繊維状）の導電性物質を含んでいてもよい。
このような素材で電極全体を構成すれば、合成樹脂素材をベースにしていても十分な導電性を得られることとなり、成形性がよく低コストのプラスチック素材を使用することが可能となる。
「合成樹脂素材」としては、熱可塑性や熱硬化性のプラスチック、合成ゴムやあるいは熱可塑性エラストマーを含み、例えばスチレン系熱可塑エラストマー、オレフィン系熱可塑エラストマー、ウレタン系熱可塑エラストマー、塩化ビニル系熱可塑エラストマー、ポリアミド系熱可塑エラストマー、エステル系熱可塑エラストマー、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ナイロン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ABS樹脂、AS樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコーン樹脂（シリコーンゴム）、エチレン・プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、フッ素ゴム等をいう。
「柔軟な材料」は、例えば可撓性があって、外部からの圧力を受けて曲げたり押したりすることで変形するものの圧力がなくなることで元の形状に復帰する素材である上記では、例えば合成ゴムや熱可塑性エラストマーやあるいは発砲プラスチックを含み、例えばスチレン系熱可塑エラストマー、オレフィン系熱可塑エラストマー、ウレタン系熱可塑エラストマー、塩化ビニル系熱可塑エラストマー、ポリアミド系熱可塑エラストマー、エステル系熱可塑エラストマー、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、フッ素ゴム、軟質ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等がよい。「柔軟な材料」で構成されるのは頭皮接地部だけではなく、電極全体を柔軟な材料で構成するようにしてもよい。
【００１４】
また第１４の手段として、前記頭皮接地部及び前記ウェット電極装着部は合成樹脂成形品として一体成形されているようにした。
一体的に成形できればコスト的に有利となる他、耐久性を向上させることができるからである。また、脳活動計測用電極は被験者の頭部に装着するものであるからできる限り簡易な構造とすることで電極本体の重量も下げることができるためよい。頭皮接地部及びウェット電極装着部の部分のみでなく脳活動計測用電極全体として一体成形することがよりよい。
また第１５の手段として、前記頭皮接地部と前記ガイド体とはそれぞれ異なる素材から構成されているようにした。
例えば、頭皮接地部を導電性素材とし、ガイド体を非導電性素材としたり、ガイド体を頭皮接地部とは異なる導電性素材とし絶縁体を本体との間に配置して電気信号を遮断するようにすることができる。また、頭皮接地部を金属製素材とし、ガイド体を非導電性合成樹脂素材としたりすることができる。
【００１５】
また第１６の手段として、前記頭皮接地部の上部位置には電極固定部が形成されているようにした。
電極固定部は脳活動計測用電極を固定するための部位である。これによって、脳活動計測用電極を電極固定部を使用して例えばヘッドキャップやヘッドセットのような頭部装着用のベースに固定することができる。このような電極固定部は頭皮接地部及びガイド体ともに一体成形されていればコスト的に有利となる。
また第１７の手段として、前記脳活動は脳波として記録されているようにした。
また第１８の手段として、前記脳活動は脳磁界として記録されているようにした。
これらのような脳活動を用いることで、時間分解能が高く、ミリ秒単位の脳活動も計測することが可能となる。これらの脳活動は、脳活動計測用電極の頭皮への当接状態により計測データの品質が決まってくる。被験者の状態や環境によりドライ式にウェット式を組み合わせた計測ができることは、脳活動が脳波である時に特に好適である。
【００１６】
また、第１９の手段として、手段１〜１８のいずれかに記載の脳活動計測用電極を頭部装着用のベースに取り付けて頭部装着装置を構成するようにした。
このような上記の脳活動計測用電極を備えた具体的な頭部装着装置であれば、特にペーストやジェルを用いないドライ電極において電極を頭部に保持できるため、頭皮に当接させることが容易となる。特に電極固定部を介して取り付けることがよい。ここに「頭部装着装置」とは電極位置に穴の開いたヘッドキャップ、電極を頭部に装着するためのヘッドセット、ヘッドバンド等のことである。このような「頭部装着装置」では、被験者に装着している時に電極の向きを調整しにくく、電極の向きが頭皮に対して正対していなくても気づかないことも起こり得るが、脳活動計測用電極が自立的に正対するようになることによって頭部装着装置の装着時に１つ１つの電極の向きを調整する手間、１つ１つの電極の向きが正しく当接されているかを確認する必要が無くなるためよい。
また、第２０の手段として、前記脳活動計測用電極に脳活動信号を増幅する増幅装置に固定されているようにした。
これによって計測された脳波を直ちに増幅装置で増幅することで、外部からの電波や磁場の影響が小さくなるため、外部ノイズの少ない質の良い脳波を取得することができる。
また、第２１の手段として、前記増幅装置は前記ベース側に固定され、前記脳活動計測用電極は前記増幅装置のキャッチ部に支持されているようにした。
これによって、増幅装置をベース側の部材として前もって取り付け、そのような増幅装置に脳活動計測用電極を取り付けるようにできるため、脳活動計測用電極のみを単独でベース側に取り付けることができ、作業性が向上する。
また、第２２の手段として、前記脳活動計測用電極は前記増幅装置のキャッチ部に対して着脱可能とされているようにした。
これによって脳活動計測用電極のベース側への固定作業を簡単に行うことができる。
また、第２３の手段として、前記増幅装置と、前記頭皮接地部の上部に形成された頭部装着用のベース保持部と、によって前記ベースを挟んでいるようにした。
これによって脳活動計測用電極はベースに対してしっかりと所定の位置で固定されることとなる。このようにしっかり固定された脳活動計測用電極を備える頭部装着装置をかぶるだけで被験者の脳活動の計測が可能となる。
【００１７】
また、第２４の手段として、第１〜第１８のいずれかの手段の脳活動計測用電極を備え、前記脳活動計測用電極によって得られた脳活動信号に基づいて脳活動を計測するようにした。
このようにすることで、被験者に電極を装着する手間を低減することができ、計測準備時間を短縮した脳活動計測システムを提供することができる。また、この脳活動計測システムを用いることで、装着時の被験者に対する負担を軽減して質の高い計測データを得ることができるようになる。これは脳活動の計測では、脳活動計測用電極を装着している時に痛み、不快感等が発生してしまうと目的としていない痛み、不快感等の脳活動の計測になってしまうため、脳活動計測用電極の装着感が目的とする脳活動を取得するために重要であるためである。
また、第２５の手段として、第１９〜第２３のいずれかの手段の頭部装着装置を備え、前記脳活動計測用電極によって得られた脳活動信号に基づいて脳活動を計測するようにした。
このようにすることで、被験者に頭部装着装置を装着する手間を低減することができ、計測準備時間を短縮した脳活動計測システムを提供することができる。また、この脳活動計測システムを用いることで、装着時の被験者に対する負担を軽減して質の高い計測データを得ることができるようになる。これは脳活動の計測では、頭部装着装置を装着している時に痛み、不快感等が発生してしまうと目的としていない痛み、不快感等の脳活動の計測になってしまうためである。脳活動計測用電極の装着由来の痛み、不快感等を軽減することにより、頭部装着装置を装着している時の痛み、不快感等を軽減することができることとなる。
上述した第１〜第２５の手段の各発明は、任意に組み合わせることができる。特に、第１の手段の構成を備えて、第２〜第２５の手段の各発明の少なくともいずれか１つの構成と組み合わせを備えると良い。第１〜第２５の手段の各発明の任意の構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
上記発明では、脳活動計測用電極を使用した際に、被験者の頭部形状によらずに脳活動計測用電極が斜めの状態で釣り合わず、正対して頭皮に当接されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態において脳活動計測システムを使用している状態の模式的な説明図。
【図２】第１の実施の形態の電気的構成を説明するブロック図。
【図３】第１の実施の形態において使用する電極の（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図。
【図４】第１の実施の形態において使用するガイド部材の一部破断正面図。
【図５】第１の実施の形態において（ａ）はキャップ本体に電極を取り付けた状態の部分拡大一部断面説明図、（ｂ）は（ａ）の電極を頭皮に接地させた状態の説明図。
【図６】第１の実施の形態において電極が傾いてガイド体の先端が頭皮に接地した状態の説明図。
【図７】第２の実施の形態において使用する電極の（ａ）は繊維束を第２の突起に突き刺す直前の状態を説明する説明図、（ｂ）は繊維束を第２の突起に突き刺した状態の断面図。
【図８】第３の実施の形態において使用する電極の（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図。
【図９】第４の実施の形態において使用する電極の（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図。
【図１０】第４の実施の形態の電極の製造工程において（ａ）は第１の成形品の正面図、（ｂ）は第１の成形品を金型にセットした状態の説明図、（ｃ）は第１の成形品に装着して使用することができるウェット部材の底面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線での断面図。
【図１１】他の実施の形態において使用する電極の（ａ）は正面図、（ｂ）は頭部装着装置本体に電極を取り付けた状態の説明図。
【図１２】第１の実施の形態の変形例を説明する断面図。
【図１３】他の実施の形態の脳活動計測システムを使用している状態の模式的な説明図。
【図１４】他の実施の形態において使用する電極の（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の電極を頭皮に接地させた状態の説明図。
【図１５】従来の電極において（ａ）は頭皮に正しく接地した状態の説明図、（ｂ）は傾いて頭皮に接地し、斜めで釣り合っている状態の説明図。
【図１６】頭皮に電極を接地させた際に電極が斜め状態で釣り合いやすい領域を説明した頭部領域の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の脳活動計測システムとしての脳波計測システムは頭部装着装置としてのヘッドセット１と、第１の増幅装置としての差動アンプ２と、コンピュータ３から構成されている。ヘッドセット１はいわゆる「カチューシャ」と我が国で呼称される弾力を持ったＣ字型のヘアバンドの外観の頭部に装着する硬質のフレームからなる脳波を取得する装置である。ヘッドセット１の裏面には脳電位（電圧）計測用の複数の電極５が固着されている。計測者はヘッドセット１を電極５が脳波を反映した脳電位（電圧）を計測するための決められた位置（本実施の形態では電極５は３個であり、図１５の前頭部のＦ３、Ｆｚ、Ｆ４の位置の例とする）となるように被験者の頭部に装着する。図１では差動アンプ２を有線でヘッドセット１と繋げている例であるが、差動アンプ２をヘッドセット１に内蔵したり、差動アンプ２とヘッドセット１を無線通信で繋げるなどのバリエーションは自由である。
【００２１】
図３〜図５に示すように、第１の実施の形態の電極５は電極本体６と電極本体６に嵌合されたガイド部材７とが組み合わされて構成されている。まず、電極本体６について説明する。
電極本体６は導電性のある柔らかい素材によって一体成形品として構成されている。素材としては、柔軟性のある合成樹脂から適宜選んだものが使用可能である。第１の実施の形態では一例としてそれ自体は導電性ではない合成樹脂素材（例えば、ポリカーボネートやポリウレタン樹脂）が使用され、導電性繊維であるカーボン繊維が分散状に混入されている。第１の実施の形態では一例として合成樹脂中に長さ約２．０ｍｍのカーボン繊維を重量比で５％加えられている。
電極本体６は取り付け部６Ａと、取り付け部６Ａの下側にフランジ状に周囲に張り出した接地部ベース６Ｂを備えている。取り付け部６Ａは面円形の柱状の中実体であり上下方向における中間位置付近に取り付け用のくびれ部８が形成されている。接地部ベース６Ｂは円板状の外形とされ、周縁にはガイド体としてのガイド部材７が嵌合される段差部１０が形成されている。接地部ベース６Ｂの裏面には頭皮接地部としての６つの同形状の第１の突起９が接地部ベース６Ｂの周縁寄りに接地部ベース６Ｂの中心から等距離等間隔となるように形成されている。第１の突起９は電極本体６の取り付け方向に沿って、つまり想定される頭皮に対して正対する接地部ベース６Ｂの裏面に対して直交方向に立設（実際は下垂して形成）されている。第１の突起９は接地部ベース６Ｂの中心を回転中心として回転対称に配置されている。第１の突起９は横断面円形の棒状の外形とされ先端（下端）が半球状に面取り加工されている。接地部ベース６Ｂの裏面であって第１の突起９に包囲された内側領域にはウェット電極装着部としての４つの同形状の第２の突起１１が形成されている。第２の突起１１は長い円錐台形状とされている。第２の突起１１は接地部ベース６Ｂの中心を回転中心として回転対称に配置されている。
本第１の実施の形態では第１の突起９の長さ（中心位置での長さ（高さ））は１０ｍｍ、径は２ｍｍとした。第２の突起１１の長さ（中心位置での長さ（高さ））は３ｍｍとした。
【００２２】
次にガイド部材７について説明する。
ガイド部材７は導電性を有する電極本体６よりも相対的に硬い素材によって一体成形品として構成されている。素材としては、合成樹脂から適宜選ぶことができる。第１の実施の形態では一例として導電性ではない合成樹脂素材（例えば、ポリカーボネート）が使用されている。
図４に示すように、ガイド部材７は中央に円形の透孔１２が形成されたリング状のベース板１４を備えている。ベース板１４の周囲に等間隔となるように６つのガイド体としての同形状のガイド突起１３が形成されている。ガイド突起１３は横断面円形の棒状の外形とされ先端（下端）が半球状に面取り加工されている。各ガイド突起１３は第１の突起９とは異なり先端が外方に向いて、つまり外開きとなるように傾斜して立設されている。この角度は第１の突起９の延出方向に対して概ね１０〜４５度程度の角度とされる。本第１の実施の形態ではガイド突起１３の長さ（中心位置での長さ（高さ））は１０ｍｍ、径は２ｍｍとしている。
図３（ｄ）に示すように、ガイド部材７は電極本体６の取り付け部６Ａ上方から接地部ベース６Ｂ上に載置されるように嵌合させ接着剤で固定する。ガイド部材７のベース板１４は接地部ベース６Ｂの段差部１０に係合される。この際に図３（ｂ）に示すように、ガイド突起１３は接地部ベース６Ｂの中心から第１の突起９の幅方向中央に延ばした仮想線にその幅方向中央が配置されるように調整する。つまり、ガイド突起１３は第１の突起９に隣接した外方向位置に配置される。すべてのガイド突起１３の先端とすべての第１の突起９の先端は同一平面上に存在する。尚、接着剤を用いなくとも電極本体６にガイド部材７のベース板１４が嵌まる溝を構成しておき、その溝にベース板１４を嵌め込んで保持するようにするなどのアレンジは自由である。
【００２３】
このように構成された電極５は、図５（ａ）のようにプリアンプ１５に対して取り付け部６が無理嵌め状に挿入されヘッドセット１に固着される。
第２の増幅装置としてのプリアンプ１５は柔軟な素材（例えば発砲ポリウレタン）から構成され、内部には増幅装置本体となる電子基盤１５ａが収納されている。プリアンプ１５はヘッドセット１裏面の可撓性のある取り付けプレート１６に固着されている。プリアンプ１５の下面から内部にかけては電極５の取り付け部６Ａに対応する形状のキャッチ部としての凹部１７が形成されている。電極５は取り付け部６Ａによってプリアンプ１５に対して着脱可能とされている。電子基板１５ａの内側は電極本体６と電気的にコンタクトする構造を持っている。各電極５のプリアンプ１５はそれぞれケーブル１８を介して差動アンプ２に接続され、差動アンプ２はケーブル１９を介してコンピュータ３に接続されている。
次に図２に基づいて第１の実施の形態に使用する脳波計測システムの電気的構成について説明する。
上記各電極５はプリアンプ１５と差動アンプ２を介して差動アンプ２内に配設されたインターフェース２０に接続され、インターフェース２０を介してコンピュータ３に取得した脳波として電位データ（電圧データ）が出力される。
プリアンプ１５は各電極５ごとに装着され、取得したその位置での脳波電圧を増幅する。差動アンプ２は差動増幅回路を備え、図示しないリファレンス電極から得られた脳波電圧と電位差を算出し増幅する。更に差動アンプ２は内蔵されたフィルター回路によってノイズを低減する機能を有する。差動アンプ２で増幅された電位データは検出対象データとしてケーブル１９を介してコンピュータ３に出力される。
コンピュータ３はＣＰＵ（中央処理装置）２１や記憶装置２２及びその周辺装置によって構成されている。ＣＰＵ２１は記憶装置に保存されているプログラムに基づいて演算処理を行う。記憶装置２２にはＣＰＵ２１の動作を制御するためのプログラム、複数のプログラムに共通して適用できる機能を管理するＯＡ処理プログラム（例えば、日本語入力機能や印刷機能等）等の基本プログラムが格納されている。更に、電位データを取り込むプログラム、電位差を算出するプログラム、計測データの信頼度を算出するプログラム、電位データを解析し表示するプログラム等が格納されている。ＣＰＵ２１には入力装置２３(マウス、キーボード等)、及びモニター２４が接続されている。モニター２４に得られた脳波や差分等の計測結果を表示させることができる。
【００２４】
上記のように構成されたヘッドセット１及び電極５の使用方法とその作用について説明する。
被験者が図１のようにヘッドセット１を装着することで、取り付けプレート１６に固定された図５（ａ）の状態の電極５は、頭皮に対して押圧されることとなる。この際に、電極５が傾くことがなければ図５（ｂ）のようにすべての第１の突起９は頭皮に先端が当接することとなり、頭皮にヘッドセット１の押圧力が作用するものの荷重は分散されるため頭皮が痛いというほどではない。
しかし、前頭部は個人の頭部形状の差が大きく、人によっては電極が接地される際の角度が必ずしもこの図５（ｂ）のような理想的な当接状態ではなく、例えば図６のような角度をもって電極５が頭皮に接地する可能性がある。人の頭部形状は個人差が大きいため、全ての電極位置で図６のような角度を持って全曲の先端が頭皮に接地する可能性があるが、発明者の検討では、特に図１６に示した前頭部（frontal）、正中前頭部（midline frontal）、頭頂部（parietal）、正中頭頂部（midline parietal）の電極を中心とした電極（図１５のＦ３、Ｆｚ、Ｆ４、Ｐ３、Ｐｚ、Ｐ４及びその周囲の電極）でその可能性が大きい。
ここで、図１５（ｂ）の従来例を比較対象として図６を説明する。
図１５（ｂ）に示すように、第１の実施の形態のガイド突起１３のような部材のない従来の構成では頭皮接地部である突起が当接した状態で釣り合いが取れてしまうことがある。つまり、図１５（ｂ）では荷重のかかる方向はちょうど突起が当接した位置において頭部方向となり頭部装着装置（実施の形態ではヘッドセット１）の大きな荷重が一点で頭部に集中してしまうこととなる。
【００２５】
一方、図６ではガイド突起１３は接地部ベース６Ｂの外側寄りに配置され、なおかつ下端が外方向に開くように傾斜して形成されているため、想定される程度の傾きではガイド突起１３の当接位置付近に荷重の重心が来てしまうことはない。また、ガイド突起１３は頭皮接地部である第１の突起９の外側でかつ第１の突起９よりも長尺である。
つまり、ガイド突起１３があることで、常に荷重の重心がガイド突起１３よりも内側になるように配置され、また電極５が傾いている場合には常にガイド突起１３が先に頭皮に接地するように構成されている。
そのため電極５が頭皮に斜めに接近すると、まず、ガイド突起１３先端が頭皮に接地し、その接地点を中心に図６の矢印のように電極５は頭皮と接地部ベース６Ｂの裏面が正対する方向にモーメントが作用することになる。この作用によって傾いた電極５の姿勢が修正され第１の突起９が頭皮に接地するようになる。そして第１の突起９が頭皮に接地することで電気的情報を取得することができるようになる。
尚、理論上は電極５の角度が極端に急になればガイド突起１３の位置まで荷重の重心が来てしまうことになるが、それは電極５が９０度近く傾斜してしまうことであり、第１の実施の形態のヘッドセット１構成ではそこまでは大きく傾くことはない。ここで想定しているのは被験者の頭部形状の差異等に基づく電極５の傾斜である。
【００２６】
上記のように構成することで、第１の実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）装用者がヘッドセット１を装着する際に、電極５が頭皮に対して傾いている際には頭皮への接近に伴ってガイド突起１３が、まず被験者の頭皮に接地し、これを基点として電極５がモーメントによって角度を修正されるような動きをする。そのため被験者の頭部形状に差が多少あって電極５が頭皮に対して傾いて当接されても確実に頭皮接地部である第１の突起９を接地させることができ、電極５が頭皮に正対して当接されることとなり、正確な電気的情報の取得に寄与する。
（２）第１の突起９は回転対称となっており、なおかつそれぞれの第１の突起９の外方にガイド突起１３が配置されているため、電極５がどの方向に傾いても角度が修正されることとなる。
（３）ガイド突起１３は先端側が外向きに開いているため、ガイド突起１３が接地する頭皮とガイド突起１３の間が狭角となるためモーメントが生じやすくなっている。
（４）ガイド突起１３の先端側が外向きに開いているため、すなわち末端側は内向きに閉じているため、ヘッドセット１の電極保持部を広くする必要がなく、ヘッドセット１の設計自由度を高くすることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は第１の実施の形態の電極５のバリエーションである。第１の実施の形態では第２の突起１１にウェット部材を装着せずにドライ式電極として使用した例を示したが、第２の実施の形態はウェット部材を装着したドライ式とウェット式の両方を兼ね備えた電極５を説明する。第１の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第１の実施の形態の電極５とは異なる点を主として説明する。図面において第１の実施の形態の電極５と共通する部材については共通する番号を付して詳しい説明は省略する。
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施の形態の電極５の第２の突起１１にはウェット部材である繊維束３１が装着されている。繊維束３１は円柱形状の繊維の集合体であり、先端が面取りされている。繊維束３１の直径はφ１０ｍｍ、長さは８ｍｍとなっている。繊維束３１はナイロン繊維が束になったものである。
【００２８】
ヘッドセット１に配置された電極５に繊維束３１を取り付ける際にはその操作をする者は、まず、繊維束３１を生理食塩水につけ、繊維束３１の内部に生理食塩水を保持させる。生理食塩水を保持した繊維束３１を電極５の接地部ベース６Ｂ裏面の第１の突起９に包囲された領域の対向位置に配置し、繊維束３１を電極５の第１の突起９内部の領域に押し込んでいく。その際に、繊維束３１は繊維の延出方向が第１の突起９や第２の突起１１の長手方向、つまり電極５を頭皮に接地させる方向となるような向きとして押し込むようにする。
繊維束３１を押し込むと繊維束３１の周囲は第１の突起９に軽く接触することとなる、第２の突起１１はその先端側から繊維束３１に刺さり繊維束３１内に埋没していく。この際に第２の突起１１は繊維束３１の繊維の延出方向に略沿った方向に刺さることとなるため、第２の突起１１は刺さりやすく、また一旦刺されば第２の突起１１によって外方に押しやられた繊維の復帰する反発力によって保持される力が作用することとなるので繊維束３１は第２の突起１１から抜けにくくなる。また、第２の実施の形態では繊維束３１は周囲の第１の突起９にも接触しているため、より抜けにくくなる。
このように構成することで、第２の実施の形態では上記第１の実施の形態の（１）〜（４）の効果に加えて、
（５）ドライ式とウェット式の両方を兼ね備えた電極５をヘッドセット１に使用することができるため、確実かつ正確に電気的情報の取得することができる。
（６）被験者の体質や気温、湿度の影響などでドライ電極では脳波の取得が難しい時に、必要に応じてウェット部材を装着し計測できることとなる。
【００２９】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は第１の実施の形態の電極５のバリエーションである。そのため第１及び第２の実施の形態と共通する構成の詳しい説明は省略し、第１の実施の形態の電極５とは異なる点を主として説明する。図面において第１の実施の形態の電極５と共通する部材については共通する番号を付して詳しい説明は省略する。
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、第３の実施の形態の電極２５は第１の実施の形態の電極５と同様に電極本体２６とガイド部材２７とが組み合わされて構成されている。ガイド部材２７については第１の実施の形態の電極５のガイド部材７とまったく同じ構成である。電極本体２６は第１の実施の形態の電極５の電極本体６とは頭皮接地部である第１の突起２９の構成と第２の突起３０のみ異なる。そのため、第１の突起２９の構成と第２の突起３０について詳しく説明する。
接地部ベース６Ｂの裏面には頭皮接地部としての６つの同形状の第１の突起２９が接地部ベース６Ｂの中心から等距離等間隔となるように形成されている。第１の突起２９は横断面円形の棒状の外形とされ先端（下端）が半球状に面取り加工されている。第１の実施の形態の第１の突起９が接地部ベース６Ｂ裏面の面方向に対して直交する方向に延出されているのに対して、第３の実施の形態の各第１の突起２９は隣接するガイド部材２７の各ガイド突起１３と同じ角度でかつ同じ方向の傾斜を与えられている。つまり、第１の突起２９は接地部ベース６Ｂに対して傾いて形成されている。第１の突起２９は基部側が接地部ベース６Ｂ裏面の中心寄りに移動することとなり、接地部ベース６Ｂ裏面の中心寄り領域の面積が狭くなるため第１の実施の形態の第２の突起１１が４つ設けられているのに対して第３の実施の形態では対応する第２の突起３０は接地部ベース６Ｂの中央に１つのみ形成されている。第３の実施の形態でもすべてのガイド突起１３の先端とすべての第１の突起２９の先端は同一平面上に存在する。
このような構成とすることで、第３の実施の形態では上記第１の実施の形態の（１）〜（６）の効果に加えて、
（７）第１の突起２９の形成位置を接地部ベース６Ｂの中央寄りに移動することができるため、接地部ベース６Ｂを小さく構成することが可能である。その結果、電極２５を小型化することができヘッドセット１のような頭部装着装置取り付ける際の設計の自由度が増すこととなる。
（８）電極２５に第２の実施の形態のよう繊維束３１を使用してドライ式とウェット式の両方を兼ね備えた電極２５として使用する際に、繊維束３１を接地部ベース６Ｂ方向に押し込んでいくと第２の突起３０が繊維束３１に刺さる際の作用は第２の実施の形態と同様であるが、第１の突起２９は基部側が狭くなっているため、繊維束３１は第１の突起２９の基部寄りで強く保持されることとなる。
【００３０】
（第４の実施の形態）
第１〜第３の実施の形態は別体の電極本体６（２６）とガイド部材７（２７）を組み合わせて構成した電極５（２５）の例示としての実施の形態を示した。第４の実施の形態ではこれらが一体的である場合を説明する。第４の実施の形態の電極３５も図１に示すヘッドセット１に装着して使用するものであるが、ヘッドセット１及びその周辺機器の電気的構成や頭部装着装置側への取り付け構造等は省略し、電極３５に特化して説明する
図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、第４実施の形態の電極３５は円錐台形状の電極本体３６を備えている。電極本体３６は経線方向が二次曲線状に外に凸となるように緩やかに膨らんだ外周とされ、電極本体３６の上面３６ａと底面３６ｂは平面で互いに平行となるように構成されている。電極本体３６の上面３６ａには電極固定部３７が形成されている。電極固定部３７は横断面円形の柱部３７ａと柱部３７ａの上部に形成された球状連結部７ｂとから構成されている。電極固定部３７はプリアンプ１５への通電部としての役割をする。電極本体３６の底面３６ｂには第１の頭皮接地部としての４本の突起３８が形成されている。突起３８は断面円形の円柱形状とされ、下方に向かって突出されている。突起３８は底面３６ｂ中央位置から等距離となる四方に点対称あるいは鏡像対象となるように配置されている。突起３８の下端角部は滑らかに面取りされている。
【００３１】
電極本体３６の外周の下方寄り位置（上下方向において中央寄りも下側）には第２の頭皮接地部としての第１の脚部３９と第２の脚部４０が放射状に配置形成されている。第１の脚部３９と第２の脚部４０は電極本体３６の外周の同じ高さ位置から４本ずつが交互にかつ等間隔に延出されるように配置されている。第１の脚部３９と第２の脚部４０はそれぞれ電極本体３６外周を基部として外方に延出される横断面円形の長尺の第１の湾曲部３９ａと第２の湾曲部４０ａを備えている。第１の湾曲部３９ａは第２の湾曲部４０ａと同じ太さに構成されているが、第１の湾曲部３９ａは第２の湾曲部４０ａに対して相対的に長尺とされている。つまり、長さの異なる第２の頭皮接地部が混在するような構成である。第１の湾曲部３９ａ及び第２の湾曲部４０ａは外に凸となるように湾曲して外方に延出され、かつ下方に向かって緩やかに下垂されている。第１の湾曲部３９ａと第２の湾曲部４０ａの先端には当接部４１が形成されている。当接部４１は第１の湾曲部３９ａと第２の湾曲部４０ａの先端を膨らませたような球状の形態とされている。図９（ｃ）に示すように当接部４１は球状の頂点位置がちょうど下方向を指向する。図９（ｂ）に示すように、第１の脚部３９の当接部４１は第２の脚部４０の当接部４１よりも下方に配置され、図９（ｃ）に示すように、底面視において第１の脚部３９の当接部４１と第２の脚部４０の当接部４１は電極本体３６の中心から等距離となるように配置されている。
寸法の一例として第４の実施の形態の電極３５は外径が１４ｍｍ、高さが１２ｍｍ、第１及び第２の湾曲部３９ａ、４０ａの横断面円形の直径が１．２ｍｍ、当接部４１の直径が２．４ｍｍ、突起３８の高さが１．５ｍｍ、断面円形の直径が１．２ｍｍとされている。
【００３２】
このような外観構成の電極３５は２色成形によって２種類の合成樹脂から構成されている。電極３６の成形は次のような手順で行う。
まず、図１０（ａ）に示すように、第１の成形品４３を成形する。第１の成形品４３は図示しない金型で成形する。第１の成形品４３は将来的に電極本体３６の一部と電極固定部３７と突起３８と第２の脚部４０とになる部分を有している。
図１０（ｂ）に示すように、金型４４内に第１の成形品４３を配置する。金型４４の第１の成形品４３の周囲には破線で示すような形状のキャビティ４５が形成される。キャビティ４５内に溶融樹脂を充填し、固化後に金型４４から離型することで第１の成形品４３を包囲するように第２の成形品、つまり電極３６が成形される（図９（ａ）〜（ｃ）の状態）。
電極３６において、第１の成形品４３は導電性のある柔らかい素材（可撓性のある素材）によって一体成形品として構成されている。素材としては、柔軟性のある合成樹脂から適宜選んだものが使用可能である。一例としてそれ自体は導電性ではない合成樹脂素材（例えば、ポリカーボネートやポリウレタン樹脂、シリコーン）が使用され、導電性繊維であるカーボン繊維が分散状に混入されている。第４の実施の形態では一例として合成樹脂中に長さ約２．０ｍｍのカーボン繊維を重量比で１５％加えられており、導電性を有している。
一方電極３６外皮となるキャビティ４５で成形される電極本体３６の一部と第１の脚部３９とになる部分は非導電性である。一例として導電性ではない熱硬化性の合成樹脂（例えばシリコーン樹脂）で構成されている。また脚部３９は柔軟性のある素材より構成されている。
電極３５の４つの突起３８には、図１０（ｃ）及び（ｄ）に図示した突起３８と同形状の窪み６１のついたウェット部材６０を装着または脱着できるようになっている。ウェット部材６０は、イオンを担持したゲル（導電性ゲル）で形成されており、水を含有させたものである。
【００３３】
このような構成の電極３５はヘッドセット１の裏面に第１の実施の形態と同様に固着され、被験者がヘッドセット１を装着した際に、電極３５が傾いて頭皮に接地した場合には、足の長い第１の脚部３９の当接部４１がまず接地することとなり、この接地点を基準に電極３５は電極本体３６の底面３６ｂと正対する方向にモーメントが作用して姿勢が修正されることとなる。また、同時に脚部３９が外方に撓むことにより電極３５の向きが頭皮に対して正対する向きになることになり、頭皮当接部である脚部４０の先端の当接部４１が頭皮に当接することになる。電極３５は、脚部３９及び脚部４０が可撓性ある素材であることから当接部４１が頭皮に当接した後、更に脚部４０と脚部３９が広がり、突起３８が頭皮に当接することで電極の姿勢が安定する。
電極３５のウェット電極装着部である突起３８にウェット部材６０を装着する場合には、頭皮当接部である脚部４０の先端の当接部４１が頭皮に当接した後、更に脚部４０と脚部３９が広がり、ウェット部材６０の先端が頭皮に当接して電極の姿勢が安定する。
このような構成とすることで、第４の実施の形態では上記第１の実施の形態の（１）〜（４）の効果に加えて、第１及び第２の脚部３９、４０が頭皮に接地すると第１の湾曲部３９ａや第２の湾曲部４０ａが撓むため荷重が一気にかからずクッション性が得られ頭皮が痛くなりにくい。
【００３４】
上記実施の形態は本発明の原理およびその概念を例示するための具体的な実施の形態として記載したにすぎない。つまり、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明は、例えば次のように変更した態様で具体化することも可能である。
・上記第１〜第５の実施の形態の各電極５、２５、３５の形態やサイズは一例であって、他の形態で実施することも自由である。
・上記第１〜第５の実施の形態の各電極５、２５、３５はプリアンプ１５に形成したキャッチ部（凹部１７）に無理嵌め状に嵌めて取り付けるようにしていたが、例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）のように構成してもよい。
図１１（ａ）に示すように電極４５は第４の実施の形態の電極３５の電極固定部３７を円柱状とした電極固定部４２と、外周に雄ネジ部４２ａを形成した構成である。雄ネジ部４２ａ下部位置にはフランジ部４３が一体成形によって形成されている。電極４５は導電性素材によって一体成形で構成されている。
このような電極４５は、ヘッドセット１に対してプリアンプ４９とフランジ部４３とによって固定される。プリアンプ４９は円盤状の薄板形状の外観とされ、中央の透孔には電極固定部４２の雄ネジ部４２ａのネジと螺合可能なキャッチ部としての雌ネジ部４９ａが形成されている。プリアンプ４９をヘッドセット１内側の取り付けプレート５０の取り付け孔５１上に配置し、取り付けプレート５０の内側から雄ネジ部４２ａを外側に挿通させ、キャップ本体５３の上側（内側）で雄ネジ部４２ａをプリアンプ４９の雌ネジ部４９ａと螺合・締結させる。図９（ｂ）に示すように、しっかりと締結した状態でプリアンプ４９とフランジ部４３によって取り付けプレート５０は挟まれ電極４５は取り付けプレート５０に固定される。尚、このような締結状態から雌ネジ部４９ａに対して雄ネジ部４２ａを相対的に逆方向に回動させることで電極４５の取り付けプレート５０から取り外しが可能である。
尚、図１１（ａ）及び（ｂ）では第４の実施の形態の電極３５の形状を例に取ったが、他の実施の形態に適用してももちろんよい。
【００３５】
上記第１〜第３の実施の形態の各電極５、２５において、第２の突起１１（３０）は先端ほど先細りの円錐台形状であったが、例えば図１２に示すように、先端に膨出形状の例えば球状のストッパ４７を設けるようにしてもよい。これによって繊維束３１がより第２の突起１１（３０）から抜けにくくなる。
上記第１〜第４の実施の形態では各電極５、２５、３５はヘッドセット１に対して取り付ける構成であったが、ヘッドセット１は頭部装着装置の一例であり、他の頭部装着装置に取り付けるようにしてもよい。例えば図１３に示すように可撓性のある布等からなるヘッドキャップ５３に適用するようにしてもよい。
・上記第１〜第３の実施の形態ではガイド体１３は非導電体で構成するようにしていたが、例えば電極本体６とガイド部材７との境界面に絶縁体層を配置し、ガイド部材７を導電物質で製造するようにしてもよい。
・例えば、上記第１の実施の形態の電極５はガイド体のガイド突起１３と頭皮装着部である第１の突起９が電極中心において同長（同じ高さ）となっている例であったが、ガイド体を可撓性のある素材で構成し、図１４（ａ）の電極７０のように頭皮接地部である第１の突起７１をガイド突起７２より短尺にしてもよい。尚、図面において第１の実施の形態の電極５と共通する部材については共通する番号を付して詳しい説明は省略する。例えば電極７０では第１の突起７１の長さ（中心位置での長さ（高さ））は８．５ｍｍ、ガイド突起の長さは１０ｍｍとされている。使用の際に電極７５ではガイド突起７２のいずれかがまず頭皮に当接して支点としての役割を果たしたのち、図１４（ｂ）のように電極が頭皮面に対して正対して当接し、その際、ガイド突起７２が外方に向かって撓んで広がることになる。このガイド突起７２が広がる過程において、ガイド突起７２が可撓性を有することからクッションとして働き、装着中の頭皮に対する圧力を弱め、装着感が向上することとなる。また、図１４（ｂ）のように電極が頭皮に当接している際にもガイド突起７２に可撓性があるため電極が頭皮に対して押さえつけられすぎると適切に反発し、頭皮に対する過度の圧力を防止する。このように可撓性のあるガイド突起７２はクッション体としての役割を有する。
・上記実施の形態では例えば電極本体６に導電性を持たせるために合成樹脂素材に導電性の微粒子としてカーボン繊維を混合するようにしていた。しかし、このような導電性微粒子を素材自体に混合しなくとも本発明は実現できる。
・各電極５、２５、３５を固定する際には必ずしもプリアンプを使用しなくともよい。プリアンプとは別の手段で各電極５、２５、３５を固定してもよい。
・上記実施の形態では合成樹脂素材を用いた電極の例を示したが、電極は金属であってもよい。金属の場合には例えば図８を例にすると頭皮に接する第１の突起部２９の先端と第２の突起部３０の先端は金や銀／塩化銀等でメッキされているのがよい。また、ガイド体であるガイド突起１３は、導電性を有しない樹脂素材で形成されることがよい。ガイド突起１３を金属で構成する場合には、電極６とガイド突起１３との間を絶縁するとよい。
・差動アンプ２とコンピュータ３をつなぐインターフェース２０は、上記実施の形態では有線で接続された例を説明したが、無線等による通信でもよい。また、プリアンプと差動アンプ間の情報伝達も有線に限定されず無線等による通信を用いることも本発明のバリエーションに含む。
本願発明は上述した実施の形態に記載の構成に限定されない。上述した各実施の形態や変形例の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また各実施の形態や変形例の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成するとよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。
また、意匠出願への変更出願により、全体意匠または部分意匠について権利取得する意思を有する。図面は本装置の全体を実線で描画しているが、全体意匠のみならず当該装置の一部の部分に対して請求する部分意匠も包含した図面である。例えば当該装置の一部の部材を部分意匠とすることはもちろんのこと、部材と関係なく当該装置の一部の部分を部分意匠として包含した図面である。当該装置の一部の部分としては、装置の一部の部材としてもよいし、その部材の部分としてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
５、２５、３５、４５…電極、９、２９…頭皮接地部としての突起、１３…ガイド体としてのガイド突起。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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