(57)【要約】【課題】  脳波を用いてカーナビゲーション装置などの電子機器や、メカと組み合わせたロボットアーム、電動車椅子などを制御することのできる脳波信号を用いた制御装置及び制御方法を得る。【解決手段】  脳波センシング開始手段、選択肢図形表示手段、脳波強度表示手段、脳波検出手段を少なくとも有する装置とする。自動車の場合、まずハンドルまたは車内に取り付けられた脳波センシング開始の押しボタンを押すと、選択肢を示す図形や文字が複数表示される。所定の方法で思考して選択する。選択肢は１階層最大６個の階層構造になっており、この操作を段階的に複数回行う。脳波検出電極は、ヘッドレスト（枕）や、天井から下げられる部品から近い位置に設ける。検出した脳波は、増幅や信号処理を行い、記憶し、制御信号を有線または無線送信する。【選択図】  図１
2010019708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳波信号を検出し、脳波信号を分離・解析する検出部と、
上記検出部によりより解析された脳波信号の強度に応じて複数の制御信号を発生する判別手段と、
上記判別手段により発生された制御信号の種類に応じて、次の処理を行う処理順序制御部と、
上記脳波を誘起するため、所定の種類の脳波を誘起する図形を生成する表示部と、
上記表示部からの信号を受けて、上記図形を表示するディスプレイと、を有することを特徴とする車載装置。
【請求項２】
上記判別手段において生成される複数の制御信号は、最大６個を１階層とした階層化した２つ以上の段階で繰り返し行われることを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項３】
上記各段階は互いに異なる２つ以上の脳波誘起手段によって制御信号を発生するものであることを特徴とする請求項２記載の車載装置。
【請求項４】
上記判別手段の動作開始を制御するキー入力部を有することを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項５】
上記検出部は、座席上の天井、または座席のヘッドレストに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の車載装置。
【請求項６】
上記検出部は、非接触で脳波を検出できるものであることを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
【請求項７】
上記脳波信号を予め記憶するストレージをさらに有し、
上記判別部は、上記ストレージに予め記憶された脳波信号と上記検出部により検出された脳波信号を比較することにより、自動車運転などの本来業務による脳波と、本来業務以外の電子機器を制御するための脳波を区別することを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
【請求項８】
本来業務にとって不都合な脳波信号を予め記憶するストレージをさらに有し、
上記判別部は、上記ストレージに記憶された脳波信号と上記検出部にて検出された脳波信号を比較することにより、酒気帯び運転や酒気帯び作業、居眠り運転や居眠り作業、長時間わき見運転やわき見作業などを検出することを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
【請求項９】
上記検出部は、得られた信号の個人差を考慮して判定・修正し、制御に用いる信号を生成する個人差判定・修正部を有することを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項１０】
上記検出部により検出された脳波の成分強度を上記ディスプレイに表示する脳波成分強度表示部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の車載装置。
【請求項１１】
上記脳波の成分強度は、棒グラフの長さ、図形の大きさ、又は、図形の面積で表示することを特徴とする請求項１０記載の車載装置。
【請求項１２】
上記車載装置の操作の習熟度を判定する習熟度判定部を持つBCI 訓練部をさらに有することを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項１３】
上記ストレージは、運転に関わる本来業務脳波信号を記憶する本来業務脳波信号波形ストレージ部と、上記車載装置の操作に関わる非本来業務脳波信号を記憶する非本来業務脳波信号波形ストレージ部を有することを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項１４】
上記所定の種類の脳波を誘起する図形は、部分的に変形や変色された表示であることを特徴とする請求項１記載の車載装置。
【請求項１５】
上記変形・変色処理部は、上記ディスプレイの端寄りの一部を変形又は変色することを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
【請求項１６】
上記変色とは、背景色が異なる、文字の色が異なる、ネガポジ反転あるいは補色表示であることを特徴とする請求項１５記載の脳波信号を用いた制御および記憶装置。
【請求項１７】
所定の複数ステップ以上のステップ数を要する処理が必要となる場合に上記車載装置の操作を禁止する操作禁止処理部を更に有することを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項１８】
上記車載装置の操作の習熟度を判定する習熟度判定部を持つBCI訓練部をさらに有し、
上記操作禁止処理部は、操作を禁止する境界ステップ数を、上記BCI訓練部で判定した習熟度で決めることを特徴とする請求項１７記載の車載装置。
【請求項１９】
正常な脳波でないことを検出し、運転禁止処理を行うことを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【請求項２０】
正常でない脳波信号を記憶するストレージをさらに具備し、
前記判別部は、上記ストレージに記憶された正常でない脳波信号と上記検出部で検出された脳波信号を比較することで、正常な脳波でないことを検出することを特徴とする請求項１９記載の車載装置。
【請求項２１】
上記検出部は、無線発信手段を有し、
上記検出部は、頭皮、または大脳皮質近傍で脳波信号を検出し、上記脳波信号を増幅および信号処理した後、無線送信することを特徴とする請求項1記載の車載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載装置に関し、特に、脳波を用いた記憶および制御装置及び脳波を用いた車載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車車載機器のうち、例えば従来のカーナビゲーション装置においては、車両の位置を検出するGPS（全地球測位システム）や速度センサー、地図データを記憶するデータ記憶部、操作に応じて制御信号を入力する各種のキーからなるキー入力部、地図を表示する表示部などを備えている。ユーザは入力部のスイッチを操作して、目的地を設定したり、走行中に経路や車両位置を確認したりすることができる。
【０００３】
入力部のスイッチ操作の変わりに、脳波信号を用いて機器を制御する提案が特許文献１にされている。この文献には、従来のナビゲーション装置では、運転中にナビゲーション装置のキーを操作するためには、視線を道路からナビゲーション装置の入力部に移動しなければならず、事故が発生するおそれがある。このため、キー操作する代わりに、音声認識によって操作する提案がされているが、音声認識の精度等の理由から結局はキー操作をするのを強いられることになる旨が記載されている。また、特許文献１と同様に脳波信号によってカーナビゲーション機器を操作したり、運転操作の一部を行なったりすることが述べられている。また、同様に脳波信号を用いて車載装置を制御する関連文献として、特許文献２及び３がある。
【０００４】
【特許文献１】特開2003-258541号公報
【特許文献２】特開2004-152002号公報
【特許文献３】特開2004-156922号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１〜３には、予め登録された脳波パターンと検出された脳波信号を比較することでナビゲーション機器を操作しているが、検出するための脳波信号の強度をどのように上げるか、又は、確実に判別するための方法については記載がない。
【０００６】
本願発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、後に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
脳波信号を検出する検出部と、脳波信号を分離・解析する解析部と、上記解析部によりより解析された脳波信号の強度に応じて複数の制御信号を発生する判別手段と、上記判別手段により発生された制御信号の種類に応じて、次の処理を行う処理順序制御部と、上記脳波を誘起するため、所定の種類の脳波を誘起する図形を生成する表示部と、上記表示部からの信号を受けて、上記図形を表示するディスプレイと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果は下記のとおりである。例えば自動車運転などの、ほぼ継続的に行うべき他の動作に影響なく操作できる。時間遅れ少なく操作できる。確実に操作できる。操作を訓練できる。訓練による熟達度によって、最適な操作が選択される。強い光源などが無いので安全。非接触にできる。頭髪や、検出器の設置位置によっては頭蓋骨の影響を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。人間の脳波は、OHzから数百Hzに至る周波数帯域で構成されている。まず説明する実施例は、カーナビゲーション装置、カーオーディオ装置、カービデオ装置などの車載装置を、脳波によって制御する例である。これらの制御は、従来、運転用ハンドルに集中したスイッチによる制御と、タッチパネルによる制御を併用している場合が多い。
【００１０】
本発明の車載装置においては、制御の選択肢を、ディスプレイ上の脳波を誘発する図形で表示し、それを見ること、あるいは手や足を動かすことをイメージしたり、実際に動かすことによって選択を行う。このようにディスプレイ上に脳波を誘発する図形を表示することにより、より脳波の強度を上げることが可能となる。また、選択肢によって生じる脳波の所定の成分の強度をディスプレイ上に例えば棒グラフで表示することによって、運転者が自分の脳波を確認でき、脳波の強度が上がるように意識を向けることができる。
【００１１】
本発明の車載装置のブロック図を図１に示す。車載装置は、信号検出部、判別部、表示部、ストレージ、それに、必要に応じてＢＣＩ訓練部、キー入力部より成る。各部の内容は、判別部は、処理順序制御部、成分強度表示部、ストレージコントローラ、比較部、操作意思確認部、処理決定部、を含む。処理順序制御部は、運転者の指示を具体的に実行するための処理順序等、車載装置全体のフローを制御する。成分強度表示部は、信号検出部にて検出された脳波の成分強度をディスプレイに表示し、操作者の意思どおりの成分が強くなっているかどうかを確認できるようにする。なお、脳波の１成分の強度表示が知られているが、脳波を成分分解し、各成分の強度を棒グラフの長さなどで同時・または順次表示し、比較できるようにするのが好ましい。棒グラフの長さの他には、図形の大きさ・面積で表示するのが好ましい。ストレージコントローラは、ストレージから波形を読み出し、書き込みを制御する。判別部は、ストレージから読み出した波形と、信号検出部で信号処理済みの波形とを比較し、その比較結果より複数の選択肢から一つを選択し、処理順序制御部に通知する。
【００１２】
信号検出部は、センサーと頭部の位置関係を動かせる場合は、センサーの角度や位置を制御するセンサー制御部、受信した信号のノイズキャンセルおよび増幅をするノイズキャンセルおよび増幅部、制御に意味のある信号を拾い出し、歪を修正する信号処理部、得られた信号の個人差を考慮して判定・修正し、制御に用いる信号を生成する個人差判定・修正部より成る。
【００１３】
制御部は、必要に応じて操作禁止処理部を含む。本実施例の操作禁止処理部では、従来のカーナビ装置では車両の移動中にはカーナビの操作を禁止している部分である。しかし、脳波を使用した場合は、移動中でも危険は生じにくいので、禁止処理は、所定の複数ステップ、例えば５ステップ以上のステップ数を要する処理だけに限定する点で、従来の操作禁止処理部と異なっている。この禁止処理の境界ステップ数を、BCI訓練部で判定した習熟度で決めるのが、好ましい。また、検出された脳波波形の個人差により、本人確認（個人認証）を行い、確認できない場合は、運転不適格者の運転や、盗難を防ぐ禁止処理を行う。このような脳波の個人差検出による個人認証は、自動車運転以外にも、例えば現金自動支払機の操作の個人認証手段の少なくとも１つとして有効である。
【００１４】
BCI訓練部は、例えば操作処理開始から、操作脳波が所定強度に達するまでの時間や、操作誤りの頻度から、脳波による操作の習熟度を判定する習熟度判定部を持つ。
【００１５】
本発明における車載装置は、この他に表示部、ストレージ、キー入力部を持つ。キー入力部は、押しボタン、または押しボタン群が望ましいが、キーボード、タッチパネルなど、脳波以外で操作者が意思が入力できるものでよい。
【００１６】
上記ストレージは、図２に示したように本来業務信号波形ストレージ部と、非本来業務信号波形ストレージ部に分かれていると、さらに好ましい。例えば自動車の場合、運転にかかわる信号波形が本来業務波形ストレージ部に記憶されており、カーナビの操作、オーディオ・ビデオ装置の操作などが、非本来業務波形ストレージ部に記憶されている。このように本来業務の脳波の波形を記憶しておくことにより、運転時に車載装置を操作したとしても、比較部にて複数の選択肢から一つを選択する際に、本来業務の脳波と車載装置の操作の脳波を区別することが可能となり、より確実な車載装置の操作を行うことが可能となる。
【００１７】
また、余裕のある容量のストレージを持つことにより、検出部により検出し信号処理した脳波は、制御に使用後も少なくとも一部は消去せず、ストレージに蓄積してゆくのが好ましい。これにより、蓄積した脳波の加算平均や特徴抽出処理などの代表波形化処理が可能となり、検出の確実性や個人差の抽出の確実性を上げることができる。この部分は、波形蓄積部として、別領域とするのが、より好ましい。
【００１８】
図３は、図１の車載装置の表示部を詳細に記載したものである。表示部は、変形・変色処理部、目的地表示処理部、スクロール処理部、描画処理部を有する。変形・変色処理部では、画面駆動脳波を誘発しやすい表示とするようにディスプレイの表示を変形・変色させる。画面駆動脳波を誘発しやすい表示とは、従来の通常の表示とは異なり、部分的に変形や変色された表示である。例えば、ディスプレイの端寄りの一部、例えば右下部分に表示される地図、文字などが、縦方向だけ引き伸ばされたり、横方向だけ引き伸ばされたり、拡大・縮小以外の変形がされている場合、その部分を見ると異常な感覚を覚えるので、例えば画面を上下、または左右にスクロールする、切り替えるなどの操作可能な脳波が誘発されやすい。変色とは、背景色が異なる、文字の色が異なる、ネガポジ反転あるいは補色表示である、ヘッドライト非点灯時に点灯時の表示である、逆にヘッドライト点灯時に非点灯時の表示であるなどである。変形が拡大・縮小であっても、操作の確実性が低下するが、操作できる場合もある。表示が変形された領域と変形されていない領域の境界部は、連続的に変化しているのが好ましいが、ステップ関数的に変化していても良い。表示が変形された領域は複数存在し、その位置や変形・変色のしかたによって、制御の選択肢を表すのが好ましい。目的地表示処理部は、目的地設定時に、目的地設定表示を行う。スクロール処理部は、ディスプレイ画面のスクロールを制御する。これら複数の表示処理部の信号は、最終的に描画処理部で描画処理され、ディスプレイに供給される。
【００１９】
制御のフローチャートの例を図４に示した。なお、全体のフローは、処理順序制御部が制御する。まず、キーを回す等により車載装置がオンとなった時、又は、キー入力により車載装置の動作開始が指示された時に、脳波の状態が正常か、異常かの判定を操作禁止処理部行う。操作禁止処理部は、信号検出部からの脳波信号を受けて、比較部を用いてストレージ内に保持された脳波と比較し、異常がないか検出する。飲酒していたり、居眠りしたりしやすい状態の場合、比較部により脳波の周波数成分が平常時と異なる、表示画面の変化に対する反応が遅い、などの異常が検出される。なお、異常検出は、ストレージ内の異常時波形の記憶から判定するとしたが、論理回路による判定となっていてもよい。異常の場合は、操作禁止処理部は、安全な走行停止、エンジン停止（動作させない）などの運転禁止処理に移る。正常な場合は、運転や、カーナビなどの車載機器の操作が可能となる。ここで、カーナビ操作の場合、指令開始の意思表示を、車内のスイッチ、例えばハンドルに設置したキー入力（例えば、スイッチを押す）ことによって行う。これにより、処理順序制御部が表示部に指示を出し、まず操作の選択肢がディスプレイに表示される。選びたい選択肢に対応する表示を見るか、選びたい選択肢に対応する思考や、動作のイメージをすると、所定の脳波が現れるので、脳波の検出を待つ。脳波は、ナビゲーション機器を操作するか否かに関係なく現れる。従って、本発明のように、脳波によるナビゲーション機器の制御を行うか否かをキー入力で行うことにより、ナビゲーション機器の操作を意図していない時のナビゲーション機器の誤動作を防止することが可能となる。検出部は、脳波が検出されたら、ブロック図の信号検出部でノイズキャンセル・増幅・信号処理・修正などの解析を開始し、解析結果を制御部へ通知する。検出部により脳波が検出された際に、制御部の成分強度表示部は、分解した脳波成分の棒グラフなどを表示するように表示部に指示を出す。これにより、操作者は、意図する成分を意識して増強することが可能となる。
【００２０】
次に比較部で、ストレージから読み出した波形と比較し、一致する選択肢を探す。図面には明示していないが、この時、本来業務で生じる波形は、別途パスするのが好ましい。一致する波形が見つかった場合、比較部から処理順序制御部へ対応する指令（例えば、制御信号、又は、コマンド）を出力される。その際に、処理順序制御部は、決定前に指令内容を表示して確認し、誤っていれば棒グラフ表示からやり直す。例えば、決定した指令が画面調整指令であった場合、地図の場合にはスクロールおよびサイズ（広域・詳細）調整プロセスに入る。このプロセスのフローチャートでは、脳波検出から指令決定のフローを明示せず、サイズ調整？スクロール？としているが、この決定にも脳波検出を用いるのが好ましい。
【００２１】
図４のフローチャートの選択肢の処理部分の階層構造を図５に示した。上述した通り、指令開始スイッチを押して操作の選択を開始すると、選択肢が表示されるが、脳波での選択をより確実に行うためには、一度に多くの選択肢から選択するのではなく、最大６つ、図では最大４つの選択肢表示から選択するようにするとよい。図の例では目的地の種類がＢからＲまで１４種類有るので、図のように２階層またはそれ以上の階層にして、順次選択する。第２階層のグループは、例えば目的地の種類の頭文字の若い順で分類したもの、北にある順に分類したものなどであり、すべてが都道府県などの従来の選択肢に対応したものではない。次の上下左右の選択は、スクロール方向の選択を示す。その次はスクロール距離の大きさを示す。必要が有ればこれを繰り返して地図の中心に目的地が来たら、目的地セットを選択する。このように、選択肢を階層構造とすることにより、一度に検出・判別しなければならない脳波の種類を限ることができ、より確実な判別が可能となる。
【００２２】
次に画面表示による選択を例えば、カーナビゲーションシステムの地図の「広域」と「詳細」の切り替えについて述べると、切り替えを行いたい時、図４のフローチャート例に示したようにまずハンドルに取り付けられた脳波センシング開始の押しボタンを押すと、画面操作の必要性を判断するステップとなる。図６に示すように、必要性有り、無しの選択肢を示す部分が地図表示画面に表示される。図の例では、変形・変色処理部により表示色を変えたり反転された部分が右上１３と左上１２に表示される。これらの表示色を変えたり反転表示したりした部分に「ＹＥＳ」，「ＮＯ」、あるいは、「はい」、「いいえ」などの文字を表示しても良いが、予め、右がＹＥＳ、左がＮＯのように位置か、表示パターンの色変化などと選択肢との関係を決め、学習しておいてもよい。図で格子状に見えるのが道路１１であり、道路以外の建物の表示などは省略してある。いずれかを見て選択することにより、分岐して「ＹＥＳ」，「ＮＯ」それぞれのフローに進む。分岐先の次のステップでは、同様に画面上の表示で選択しても良いが、選択方法を変えた方が選択の成功率が高くなりやすい。例えば、視認による選択ではなく、手や足を動かすことをイメージしたり、実際に動かしたりすることによって選択を行う。図７、図９、図１１の画面が対応する画面である。オートマチック車の場合、通常は右足をブレーキやアクセルの操作に用い、左足は駐車用フットブレーキを踏むのに使うことはあっても、走行中やカーナビ操作中は使用しないので、イメージのつもりが実際に足が動いてしまっても良く、左足を動かすイメージをするのが好ましい。ブレーキやアクセルを左足で操作する車では、右足を動かすイメージをするのが好ましい。さらに次のステップでは、また選択方式を切り替えて再び画面上の表示で選択する。図の例では４隅に表示される。左右または上下の端部の中央部にも表示することにより、5ヶ所以上に表示しても良い。４隅の表示部分を０．５秒以上見ると、画面の一部にその選択肢に対応する脳波の強度を示す棒グラフが表示される。棒グラフが閾値を越えていなければ再度図形を見るか、図形を思い浮かべることにより、強度を増すことができる。
【００２３】
次に例えばカーナビゲーションシステムのオーディオ部分の選択を行うには、まずハンドルに取り付けられた脳波センシング開始の押しボタンを押すと、脳波による操作の種類を選択するための選択肢を示す図形が複数表示される。図形には、選択肢を具体的に示す文字も入っている。オーディオ操作を示す図形を０．５秒以上見ると、画面にその選択肢に対応する脳波の強度を示す棒グラフが表示される。棒グラフが閾値を越えていなければ、再度図形を見るか図形を思い浮かべることにより、強度を増すことができる。「オーディオ操作」が選択されると、次には、「ラジオ」と「テレビ」と「ＨＤＤ」と「ＣＤ」のどれを選ぶかの選択肢を示す図形が表示される。これに対して、上記と同じようにして「ＨＤＤ」を選択する。「ＣＤ」を選択してもよい。この操作を繰り返すことにより、所望の音楽を聴くことができる。なお、選択肢や脳波強度を示すグラフの表示をカーナビゲーションシステムのディスプレイでなく、速度表示の付近に行えば、進行方向前方の視認から僅かに視線を動かすだけで操作ができ、さらに安全性が高まる。選択肢を表す図形は、例えば顔写真またはイラストの、アイドルと、お笑いテレビタレントであったり、猫とムカデであったり、円の中に笑顔を示す図形と、数式であったり、これらを組み合わせた４個または６個の図形であったりする。これらの図形には、選択肢を示す、広域、詳細、などの文字も一部に書かれている。図形以外の、例えば手または足の動作イメージなどによる選択方法を、例えば交互に組み合わせると、さらに確実に選択を実行できる。上記のようにオーディオ操作でも地図の操作でも、脳波による選択の特性を考慮して選択がタッチパネルの場合より細かく階層化されていて、最大でも６個、より好ましくは４個、さらに好ましくは２個の選択肢からの選択を繰り返すのが好ましい。
【００２４】
図形の視認と脳波との関係はまだ十分に解明されていないので、今後解明が進めば、より短時間で確実な選択ができる図形が判明すると期待され、それらに図形を置き換えるのが好ましい。
【００２５】
図形以外による選択方法としては、例えば手または足の動作をイメージする、あるいは実際に眼球を動かす、あるいは指を動かすことによる脳波の変化を用いることができる。指を動かすことによる脳波変化では、現状では分離困難な、動かす指の違いも、今後分離できるようになる可能性があり、その場合、最大１０の選択肢からの選択が可能になる。
【００２６】
本発明の制御および記憶装置は、センサーおよびキー入力部を除いて、必要に応じて無線発信部や電源部を含めて１つの半導体チップ上にあるのが最も好ましく、このうち電源部を除いて1つのチップ上に有るのが次いで望ましい。次いで１つの基板上にあるのが好ましい。
【００２７】
本発明の制御装置を自動車に搭載した場合の脳波センサーの配置を図１３に示した。１は、ディスプレイであり、ディスプレイと一体型となって、図１の構成が含まれる。２は、脳波センサーである。３は、運転者(操作者)の頭部であり、４は、ハンドルであり、キー入力部が設けられる。５は、座席の背もたれであり、６は、ヘッドレストである。７は、車体前部であり、８は、運転者の胴体である。９は、フロントガラスであり、１０は、天井である。本実施例では、脳波センサー２は、ヘッドレスト６に設けられる。脳波センサー２は、ヘルメット型にして頭３に被り、電極を頭皮に貼り付けるか、ヘッドホン型にして頭皮にセンサーを押し付けるか、車体の天井１０から吊り下げてもよい。脳波センサー２は、非接触で検出できるのが、より好ましい。その場合、センサーと頭との相対位置関係が変わらないように位置制御するのが好ましい。
【００２８】
脳波の検出は頭皮に数個のセンサー電極を貼り付けることによって行うのが一般的であるが、類似の人体表皮に表れる電気信号を検出する心電図では、非接触で行えるという報告がある。ノイズ成分除去、信号処理と信号増幅により、脳波も非接触で検出することが可能と考えられる。２つ以上の非接触電極と、高入力インピーダンスプリアンプとノッチトフィルタなどにより検出する。心電図の場合は椅子（例えば背もたれと座面）に電極が設けられるが、脳波の場合は、ヘッドレスト（枕）や、天井から下げられる部品に電極を設けるのが良い。別の方法として、同じ研究室の研究によれば、人体内通信が可能であるから、ヘッドホン型の脳波センサー装填部品から人体内通信によって体に信号を送り、椅子部分から脳波を検出することも原理的に可能である。
【００２９】
脳波信号は、頭皮、または大脳皮質近傍で検出し、その近傍でマイクロコンピュータにより増幅および信号処理した後、無線送信すると、配線の煩わしさから開放され、好ましい。
【００３０】
少なくとも１つの表示画面に制御内容を順次あるいは並べて同時に表示し、視認した制御内容を肯定するか、否定するかを、思考内容（本発明では手や足を動かすイメージなどを含むものと定義する）によって意思表示し、その脳波検出、処理によって制御しても良い。
【００３１】
表示画面の一部が拡大・縮小・画面スクロール・目的地設定の少なくとも１つに対応した画面になっており、必要に応じてその部分を目で追うことによって、拡大・縮小・画面スクロール・目的地設定の少なくとも１つの操作が実現するようにしても良い。
【００３２】
脳波検出が強い外来ノイズなどのために不確実な場合は、ＮＩＲＳあるいは光トポグラフィーと呼ばれる、光照射・反射光検出による大脳皮質表面の血流量の検出、あるいは、車載機器の制御などに使用が報告されている音声認識を併用し、両方の判定が同じ場合に、制御操作を決定するようにしても良い。
【００３３】
なお、上記各実施例においては、脳波信号を用いた制御装置の制御対象としてナビゲーション装置を例にとってこの発明を説明したが、それ以外の他のあらゆる制御対処を制御する制御装置においてもこの発明を適用することができる。車両内にはナビゲーション装置だけでなく、エアコンやオーディオ装置が搭載されている。したがって、脳波信号を用いてこれらを制御することも可能である。エアコンやオーディオ装置の制御は、エアコン装置による温度調整、オーディオ装置における放送チャンネルの選択、CDなどの演奏曲の選択、音量調整などが可能になる。
【００３４】
居眠りや酒酔いの判定プロセスは、機器制御プロセスとは独立としても良く、心拍数など、他の検出値と併用して判定すると、精度が上がる。
【００３５】
この他、キーボードやマウスの代わりに脳波を用いてコンピュータを制御することも可能である。病人が、枕元に設置された通信装置を介して、離れた場所の人に対して自分の希望することを送信することも可能である。
【００３６】
さらに、電子機器がメカと組み合わされたものであっても良く、ロボットアームやロボット足、あるいは各種機能ロボット全体、電動車椅子などを、制御する対象の電子機器としても良い。
【００３７】
以上、実施例に基づいて脳波信号により制御される車載装置を説明してきたが、脳波は主として脳内の神経細胞の活動によって神経細胞の本体および軸索に生じる電位差が多数重畳されたものであり、頭皮で検出する場合は、頭蓋骨の誘電率の非等方性の影響も受ける。神経細胞の活動はすべてが完全に独立ではなく、同期して活動する場合が多い。そのため、比較的大きな信号として検出することができる。脳の場所により活動内容が違うので、ヘルメットに多くのセンサーを取り付ければ、センサーの組の選択の自由度が増し、より高度な制御を行うことができる。しかし、確実な制御を行うには、現在未解明な点が科学的に解明され次第、その知識を取り入れるのが好ましい。現時点では、例えば側頭部の海馬周辺のセンサーからは、短期記憶に関連した脳波が検出されるので、選択肢を表す図形の表示を同時表示ではなく、順次表示にした場合でも、確率高く選択を行うことができることなどが利用できる。
【００３８】
神経細胞群が活動してエネルギー供給のために血流が増加した部分を光照射と散乱・反射光により検出する場合、神経細胞の活動が高まってから血流量が増すまで、３秒から５秒の時間がかかるといわれているが、脳波の場合、検出方法を工夫すれば、時間遅れを少なくできるという長所が有る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例1における記憶および制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図1におけるストレージ部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例1における特に表示部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例1における脳波による制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例1において選択肢の階層構造を示す図である。
【図６】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図７】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図８】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図９】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図１０】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図１１】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図１２】カーナビの地図表示の一部を利用して制御信号を生成する方法を示す図である。
【図１３】本発明の実施例1において機器の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
1：制御対象カーナビゲーション装置、2：脳波センサー、3：運転者の頭部、4：ハンドル、5：座席の背もたれ、6：ヘッドレスト、7：車体前部、8：運転者の胴体、9：フロントガラス、10：天井、11：道路、12: 表示の変化部分、13: 表示の変化部分、14: 脳波成分の検出強度を示すグラフ、15：選択肢の表示。
【図１】
2010019708.tif 000003
【図２】
2010019708.tif 000004
【図３】
2010019708.tif 000005
【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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