(57)【要約】【課題】脳機能計測用のセンサや配線の荷重を保持するアーム部を設けることによって、使用者の頭部に荷重を作用させずに使用者の負担を軽減し、かつ、計測精度を向上させた脳機能計測装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る脳機能計測装置１は、使用者の頭部に取り付けて、複数のセンサによって脳からの信号を検出する検出部２と、検出部２が検出した信号から使用者の脳機能を計測する計測部５と、検出部２及び計測部５間に設けられたアーム部４と、アーム部４を介して、検出部２が検出した信号を計測部５に伝送する配線３と、を備えている。そして、アーム部４は、検出部２及び配線３を支持することで、検出部２及び配線３の荷重を保持する。【選択図】図１
2010233745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳機能を計測する脳機能計測装置であって、
使用者の頭部に取り付けて、複数のセンサによって脳からの信号を検出する検出部と、
前記検出部が検出した信号から使用者の脳機能を計測する計測部と、
前記検出部及び前記計測部間に設けられたアーム部と、
前記アーム部を介して、前記検出部が検出した信号を前記計測部に伝送する配線と、を備え、
前記アーム部は、前記検出部及び前記配線を支持することで、前記検出部及び前記配線の荷重を保持することを特徴とする脳機能計測装置。
【請求項２】
前記アーム部の内部には、前記配線を種類ごとに収容する複数の配線収容部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項３】
前記アーム部は、
一端が前記検出部に取り付けられた第１部材と、
一端が第１関節部を介して前記第１部材の他端に取り付けられた第２部材と、
一端が第２関節部を介して前記第２部材の他端に取り付けられた第３部材と、
一端が第３関節部を介して前記第３部材の他端に取り付けられるとともに、他端が前記計測部に取り付けられた第４部材と、
第１関節部、第２関節部及び第３関節部の内部にそれぞれ設けられた弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、前記検出部及び前記配線によって前記アーム部に作用する荷重の方向とは逆方向に付勢することを特徴とする請求項１または２に記載の脳機能計測装置。
【請求項４】
前記複数の弾性部材は、前記検出部に近い程、付勢する力が減少するように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の脳機能計測装置。
【請求項５】
前記複数の弾性部材は、前記検出部に近い程、弾性係数が低下するように形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載の脳機能計測装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記脳機能計測装置の作動状況を示す表示部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の脳機能計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサを頭部に取り付けることで使用者の脳機能を計測する脳機能計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、人間の脳と機械を繋ぐインターフェイスとして、ブレイン・マシン・インターフェイス（ＢＭＩ）という技術が注目されている。ＢＭＩは、人間の脳の状態を多角的に計測・分析することによって、手足等による操作なしに脳内の指示で機械を直接操作すること等を目的とした技術である。ＢＭＩで脳機能を計測する方法としては、使用者の頭部（頭部表面）に電極等のセンサを取り付けて近赤外線を照射し、大脳皮質で反射した近赤外線を分析することで脳の血流状態を調べる方法や、センサにより脳波を検出して、使用者の脳の状態を調べる方法等がある。
【０００３】
ここで、上記のような方法で用いられる脳機能計測装置は、主に使用者の頭部にセンサを直接取り付けて使用するものであるため、使用者が計測中に大きく動いたり、席を外したりすると、センサの位置が変わって計測精度が低くなる。そこで、使用者にセンサを安定的に取り付けて計測精度を向上させる手段が従来から求められてきた。例えば、特許文献１では、生体光測定用プローブ先端部や脳波測定用の電極プローブ（センサ）を常に頭部表面に安定して密着させることで、計測の精度や計測条件の安定性を向上できる計測器具装着用頭部カバーが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４８９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る計測器具装着用頭部カバーは、センサと当該センサから延びる配線の荷重が使用者の頭部に集中するようにかかるため、頭痛や肩こり等人体への影響が大きかった。また、計測器具装着用頭部カバーの使用者は、長時間の使用で疲労がたまって頭部を動かす機会が増えるため、その際にセンサ位置がずれて計測精度が低下するという問題があった。
【０００６】
さらに、特許文献１に係る計測器具装着用頭部カバーを用いた従来の計測装置は、センサと計測部とが別々の構成であるため、互いに離れて設置されており、センサ及び計測部間の配線は、そのまま地面に這わされているか、あるいは、センサ及び計測部間に設けられたフック付き配線保持部材等によって保持されていた。従って、従来の計測装置は、第三者が計測中に誤って配線を踏んだり、配線に足を引っ掛けたりすることが多く、配線の破損や、センサ位置のずれが発生することがあった。また、従来の計測装置は、脳機能の計測に複数のセンサを用いると、種類の異なる配線が絡まってノイズが発生し、計測精度が低下する場合があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、使用者の頭部に荷重をかけずに使用者の負担を軽減し、かつ、計測精度を向上させるとともに、複数のセンサを用いた場合であってもノイズが発生しない脳機能計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために請求項１に係る脳機能計測装置は、脳機能を計測する脳機能計測装置であって、使用者の頭部に取り付けて、複数のセンサによって脳からの信号を検出する検出部と、前記検出部が検出した信号から使用者の脳機能を計測する計測部と、前記検出部及び前記計測部間に設けられたアーム部と、前記アーム部を介して、前記検出部が検出した信号を前記計測部に伝送する配線と、を備え、前記アーム部は、前記検出部及び前記配線を支持することで、前記検出部及び前記配線の荷重を保持する構成とする。
【０００９】
このような構成を備えることにより、脳機能計測装置は、使用者の頭部に検出部を取り付けると、計測部と検出部との間に設けたアーム部が検出部を支えて、検出部及び配線の荷重を保持する。そのため、使用者は、脳機能計測装置の部材の荷重がほとんどかからない状態で計測を行なうことができ、その結果を計測部で分析することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る脳機能計測装置は、前記アーム部の内部には、前記配線を種類ごとに収容する複数の配線収容部が形成された構成とする。
【００１１】
このような構成を備えることにより、脳機能計測装置は、複数のセンサから延びる複数の配線が、種類ごとにアーム部の内部に形成された配線収容部に収容された状態で検出部から計測部まで種類の異なる配線が整列した状態を維持できる。
【００１２】
また、請求項３に係る脳機能計測装置は、前記アーム部は、前記アーム部は、一端が前記検出部に取り付けられた第１部材と、一端が第１関節部を介して前記第１部材の他端に取り付けられた第２部材と、一端が第２関節部を介して前記第２部材の他端に取り付けられた第３部材と、一端が第３関節部を介して前記第３部材の他端に取り付けられるとともに、他端が前記計測部に取り付けられた第４部材と、第１関節部、第２関節部及び第３関節部の内部にそれぞれ設けられた弾性部材と、を備え、前記弾性部材は、前記検出部及び前記配線によって前記アーム部に作用する荷重の方向とは逆方向に付勢する構成とする。
【００１３】
このような構成を備えることにより、脳機能計測装置は、使用者の頭部に検出部を取り付けると、計測部と検出部との間に設けたアーム部が、検出部の荷重の方向とは逆方向に付勢する弾性力を発揮しながら検出部を支えて、より強い力で検出部及び配線の荷重を保持する。そのため、使用者は、脳機能計測装置の部材の荷重がほとんどかからない状態で計測を行なうことができ、その結果を計測部で分析することができる。
【００１４】
また、請求項４に係る脳機能計測装置は、前記複数の弾性部材は、前記検出部に近い程、付勢する力が減少するように形成された構成とする。
【００１５】
このような構成を備えることにより、脳機能計測装置は、計測部と検出部との間に設けたアーム部が、検出部に近い程小さい弾性力を発揮しながら検出部を支えて、検出部及び配線の荷重を保持する。そのため、検出部と第１部材との間の関節部には、操作しやすい状態の弾性力が働き、使用者は検出部を頭部に取り付けた状態でも頭部を自由に動かすことができる。
【００１６】
また、請求項５に係る脳機能計測装置は、前記複数の弾性部材は、前記検出部に近い程、弾性係数が低下するように形成された構成とする。
【００１７】
このような構成を備えることにより、脳機能計測装置は、計測部と検出部との間に設けたアーム部が、検出部に近い程小さい弾性力を発揮しながら検出部を支えて、検出部及び配線の荷重を保持する。そのため、検出部と第１部材との間の関節部には、操作しやすい状態の弾性力が働き、使用者は検出部を頭部に取り付けた状態でも頭部を自由に動かすことができる。
【００１８】
そして、請求項６に係る脳機能計測装置は、前記検出部は、前記脳機能計測装置の作動状況を示す表示部を備えることを特徴とする構成とする。
【００１９】
このような構成を備えることにより、脳機能計測装置は、検出部に設けた表示部が、検出部を頭部に取り付けた使用者に刺激を与えることなく、脳機能計測装置の作動状況を伝えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る脳機能計測装置によれば、検出部及び計測部間に、検出部及び配線を支持することで検出部及び配線の荷重を保持するアーム部を設けたため、検出部及び配線の荷重が使用者にかからず、使用者の疲労等を原因とするセンサ位置のずれを防止して、計測精度を向上させることができる。また、センサから延びる配線の破損を防止することができる。
【００２１】
請求項２に係る脳機能計測装置によれば、種類の異なる配線が整列した状態を維持でき、ノイズの原因を効果的に防止することができるため、計測精度を向上させることができる。また、配線がアーム部によって保護されているため、配線の破損も効果的に防止することができる。
【００２２】
請求項３に係る脳機能計測装置によれば、アーム部に第１〜第３関節部を設けたため、使用者に検出部を取り付ける際のアーム部の姿勢が多彩になり、使用者に対する検出部の取り付け機能を扱いやすくすることができる。さらに、多種のセンサを用いた場合であっても検出部及び配線の荷重が使用者にかからないため、荷重に対する使用者の負担を軽減することができる。また、多種のセンサを用いて脳機能を計測することができるため、使用者の脳機能をより多角的に計測することが可能となる。
【００２３】
請求項４に係る脳機能計測装置によれば、検出部を取り付けた使用者の頭部の動きの自由を保つことができるため、検出部装着時における使用者の負担を軽減することができる。従って、使用者の疲労を原因とするセンサ位置のずれを防止して計測精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項５に係る脳機能計測装置によれば、検出部を取り付けた使用者の頭部の動きの自由を保つことができるため、検出部装着時における使用者の負担を軽減することができる。従って、使用者の疲労を原因とするセンサ位置のずれを防止して計測精度を向上させることができる。
【００２５】
請求項６に係る脳機能計測装置によれば、使用者に刺激を与えることなく脳機能計測装置の作動状況を確認することができる。また、表示部の荷重が使用者にかからないため、使用者の負担を軽減することができる。従って、表示部の荷重や、使用者の疲労等を原因とするセンサ位置のずれを防止して、計測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る脳機能計測装置の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、アーム部の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、アーム部の一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図３】アーム部に形成された配線収容部の断面構成を示す図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】アーム部の動作を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、本発明に係る脳機能計測装置の使用例であって、検出部の装着前を示す斜視図である。（ｂ）は、本発明に係る脳機能計測装置の使用例であって、検出部の装着後を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、脳機能計測装置１は、検出部２と、配線３と、アーム部４と、計測部５と、を備えている。また、これらに加えて使用者が計測時に座る椅子６を備えてもよい。
【００２８】
検出部２は、図１及び図５（ｂ）に示すように、使用者の頭部に取り付けて、脳からの信号を検出するものである。検出部２は、使用者が予め頭部にかぶった取り付けプラグに接続する光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆと、光センサ２ｅから延びる配線を束ねるフレーム２ａと、脳波センサ２ｆから延びる配線を束ねるフレーム２ｄ（図５（ａ）参照）と、これらの部材を上部から覆う頭部カバー２ｂと、を備えている。なお、検出部２を構成するこれら部材の荷重は、後記するアーム部４によって保持されているため、検出部２を頭部に装着しても、使用者はほとんど荷重に対する負担を感じない。
【００２９】
フレーム２ａは、検出部２の一部を構成するものであり、使用者の頭部に固定して取り付けるものである。フレーム２ａは、使用者の一方のこめかみから他方のこめかみ方向となる横方向に設置され、光センサ２ｅの配線が束ねて収納されており、図５（ａ）に示すように、中央に縦方向のフレーム２ｄを接続して支持している。また、フレーム２ｄは、使用者の額から後頭部方向となる縦方向に設置され、脳波センサ２ｆの配線が束ねて収納されている。
【００３０】
フレーム２ａ、２ｄは、使用者の頭部に取り付けた状態で、図５（ａ）に示すように、当該フレーム２ａ、２ｄを介して配線位置を整列させた光センサ２ｅと脳波センサ２ｆを、使用者が予め頭部にかぶった取り付けプラグにそれぞれ接続するための、補助の役を担っている。
【００３１】
頭部カバー２ｂは、検出部２の一部を構成するものであり、半球状に形成された部材である。頭部カバー２ｂは、光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆと、フレーム２ａ、２ｄを使用者の頭部に取り付けた後に、それら部材の上部から覆うように装着するものである。頭部カバー２ｂは、センサ位置の保持、センサの保護、外観保持を目的として用いるものであり、頭部カバー２ｂを装着しなくても脳機能の計測は可能である。
【００３２】
なお、検出部２（フレーム２ａ）は、図１に示すように、表示部２ｃを使用者が装着したときに外部から見える位置にさらに備えることが好ましい。表示部２ｃは、第三者に対して、脳機能計測装置１の作動状況を例えば発光により知らせるものである。表示部２ｃは、例えば、外部から見やすいフレーム２ａ表面の一端（使用者の一方のこめかみの位置）に設置することができる。
【００３３】
このように脳機能計測装置１に表示部２ｃを設けることにより、使用者に刺激を与えることなく、第三者に対して、計測中であるか否か（脳機能計測装置１の作動状況）を分かりやすく知らせることができる。従って、使用者が落ち着いて計測を行なうことができ、脳機能計測装置１の計測精度を安定させることができる。ここで、表示部２ｃによって脳機能計測装置１の作動状況を第三者に知らせる方法としては、例えば、計測中は点滅、計測終了は点灯、計測していない場合は消灯させる方法が挙げられる。なお、図１ではフレーム２ａ上に表示部２ｃを形成しているが、使用者に刺激を与えることがない場所であれば、脳機能計測装置１の他のどの部材に形成しても構わない。
【００３４】
表示部２ｃは、例えばＬＥＤで構成することができる。また、検出部２に表示部２ｃを設けた場合であっても、その荷重は後記するアーム部４によって保持されているため、表示部２ｃの荷重は使用者にかからない。従って、使用者の疲労を原因とする計測誤差を防止して計測精度を向上させることができる。
【００３５】
光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆは、検出部２の一部を構成するものであり、図５（ａ）に示すように、使用者が予め頭部にかぶった取り付けプラグに接続して、脳からの信号を検出するものである。この光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆは、フレーム２ａ、２ｄによって配線が支持されて配線位置が整列した状態で配置されている。光センサ２ｅは、大脳皮質で反射した近赤外線を検出し、脳波センサ２ｆは、脳波を検出する。本発明では、このように複数のセンサを併用することにより、使用者の脳機能をより多角的に計測・分析することができる。
【００３６】
配線３は、光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆから延びるとともに、アーム部４及び支持部５ａを介して、検出部２が検出した信号を計測部５に伝送するものである。配線３は、検出部２に設けられたセンサの数と同じ数だけ設けられ、使用者の脳から検出した様々な信号を計測部５に伝送する。なお、配線３の荷重は、後記するアーム部４によって保持されているため、配線３の荷重は使用者にかからない。従って、使用者の疲労を原因とする計測誤差を防止して計測精度を向上させることができる。
【００３７】
次に、図２及びその他の図面を適宜参照しながら、アーム部４の具体的構成について説明する。
アーム部４は、検出部２及び計測部５間に設けられており、検出部２及び配線３を支持することで、これらの荷重を保持するものである。このように検出部２と計測部５との間にアーム部４を設けることにより、使用者に脳機能計測装置１を構成する部材の荷重がかからないようにして、荷重に対する使用者の負担を軽減することができる。
【００３８】
アーム部４は、図２（ａ）に示すように、一端が検出部２に取り付けられた第１部材４ｃと、一端が第１関節部４ｇを介して第１部材４ｃの他端に取り付けられた第２部材４ｄと、一端が第２関節部４ｈを介して第２部材４ｄの他端に取り付けられた第３部材４ｅと、一端が第３関節部４ｉを介して第３部材４ｅの他端に取り付けられるとともに、他端が計測部５の支持部５ａに取り付けられた第４部材４ｆと、を備えることが好ましい。アーム部４をこのように複数の部材で形成することにより、各部材が使用者の頭部の動きに追従するため、検出部２装着時における使用者の負担を軽減することができる。
【００３９】
第１部材４ｃは、軸関節部４ｍ及び第１関節部４ｇを介して、検出部２と第２部材４ｄとを接続するための部材である。この第１部材４ｃは、検出部２に接続する平坦な接続部分と、この接続部分の左右に湾曲して形成された、第２部材４ｄに接続する一対の接続部分と、軸関節部４ｍと、から構成される。ここで、第１部材４ｃは、後記する第１弾性部材４ｊが収納された第１関節部４ｇの収納部を覆うカバー部材の役割も果たしている。また、第１部材４ｃは、アーム部４を構成する部材の中で最も検出部２に近い位置に設置されており、検出部２を取り付けた使用者が頭部を動かすと、第１関節部４ｇの回動に伴って、姿勢が変化する。
【００４０】
第２部材４ｄは、第１関節部４ｇ及び第２関節部４ｈを介して、第１部材４ｃと第３部材４ｅとを接続するための部材である。この第２部材４ｄは、扁平した矩形状の筒体に形成されるとともに、筒体内部に形成された空間が二つに区画されている。また、第２部材４ｄは、筒体の一端が第１部材４ｃと接続され、他端が第３部材４ｅに接続されている。
【００４１】
第２部材４ｄの両側面には、後記する第２弾性部材４ｋが収納された第２関節部４ｈの収納部を覆うカバー部材が、それぞれ取り付けられている。また、第２部材４ｄは、アーム部４を構成する部材の中で検出部２に２番目に近い位置に設置されており、検出部２を取り付けた使用者が頭部を動かすと、各関節部の回動に伴って、姿勢が変化する。
【００４２】
第３部材４ｅは、第２関節部４ｈ及び第３関節部４ｉを介して、第２部材４ｄと第４部材４ｆとを接続するための部材である。この第３部材４ｅは、扁平した矩形状の筒体に形成されるとともに、筒体内部に形成された空間が二つに区画されている。また、第３部材４ｅは、筒体の一端が第２部材４ｄと接続され、他端が第４部材４ｆと接続されている。
【００４３】
第３部材４ｅの両側面には、後記する第３弾性部材４ｌが収納された第３関節部４ｉの収納部を覆うカバー部材が、それぞれ取り付けられている。また、第３部材４ｅは、アーム部４を構成する部材の中で検出部２に３番目に近い位置に設置されており、検出部２を取り付けた使用者が頭部を動かすと、各関節部の回動に伴って、姿勢が変化する。
【００４４】
第４部材４ｆは、第３関節部４ｉを介して、第３部材４ｅと計測部５とを接続するための部材である。この第４部材４ｆは、第３部材４ｅに接続する一対の第３関節部４ｉと、計測部５ｂに接続する平坦な接続部分と、から構成される。第４部材４ｆは、アーム部４を構成する部材の中で最も検出部２に遠い位置に設置されており、検出部２を取り付けた使用者が頭部を動かすと、各関節部の回動に伴って、姿勢が変化する。
【００４５】
各関節部（第１関節部４ｇ、第２関節部４ｈ、第３関節部４ｉ）は、図２（ａ）に示すように、アーム部を構成する各部材（第１部材４ｃ、第２部材４ｄ、第３部材４ｅ、第４部材４ｆ）を接続する部材である。各関節部は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性部材と、この弾性部材を収納する収納部を備えた収納部材と、から構成される。また、各弾性部材が収納された収納部材の外側は、第１部材４ｃと、第２部材４ｄの側面に取り付けられたカバー部材と、第３部材４ｅの側面に取り付けられたカバー部材と、それぞれで覆われている。
【００４６】
各弾性部材は、一端が上記収納部材の収納部に係止され、他端が第１部材４ｃまたはカバー部材に係止されている。そして、各弾性部材は、図４に示すように、右回りに回転がかかって検出部２の荷重の方向とは逆方向に付勢するように収納部及びカバー部材に係止されて固定されている。また、各関節部及び各弾性部材は、ここでは、左右一対で構成され、各弾性部材は、例えば、コイルバネで形成することができる。
【００４７】
第１関節部４ｇは、第１部材４ｃと回動自在に接続されるとともに、第２部材４ｄと回動自在に接続されている。また、第１関節部４ｇには、図２（ｂ）に示すように、第１弾性部材４ｊが収納されている。そして、第１関節部４ｇは、図４に示すように、第１弾性部材４ｊが右回りの回転力を持っている状態で、第１部材４ｃと第２部材４ｄとを接続している。
【００４８】
第２関節部４ｈは、第２部材４ｄと回動自在に接続されるとともに、第３部材４ｅと回動自在に接続されている。また、第２関節部４ｈには、図２（ｂ）に示すように、第２弾性部材４ｋが収納されている。そして、第２関節部４ｈは、図４に示すように、第２弾性部材４ｋが右回りの回転力を持っている状態で、第２部材４ｄと第３部材４ｅとを接続している。
【００４９】
第３関節部４ｉは、第３部材４ｅと回動自在に接続されている。また、第３関節部４ｉには、図２（ｂ）に示すように、第３弾性部材４ｌが収納されている。そして、第３関節部４ｉは、図４に示すように、第３弾性部材４ｌが右回りの回転力を持っている状態で、第３部材４ｅと接続している。
【００５０】
軸関節部４ｍは、第１部材４ｃに形成されており、検出部２と回動自在に接続されている。検出部２は、当該軸関節部４ｍによって軸支されているため、検出部２を取り付けた使用者は、頭部を左右に自由に動かすことができる。
【００５１】
各弾性部材（第１弾性部材４ｊ、第２弾性部材４ｋ、第３弾性部材４ｌ）は、検出部２及び配線３によってアーム部４に作用する荷重の方向とは、逆方向に付勢するように設置される。例えば、図４に示すように、検出部２及び配線３の荷重が重力に従って鉛直下方方向に作用する場合は、各弾性部材は、それとは逆に鉛直上方方向に付勢するように設置される。
【００５２】
このように、各関節部を、アーム部４に作用する荷重の方向と逆方向に付勢する弾性部材で構成することにより、使用者の頭部に検出部２を取り付けると、計測部５と検出部２との間に設けたアーム部４が、検出部２の荷重の方向とは逆方向に付勢する弾性力を発揮しながら検出部２を支えて、より強い力で検出部２及び配線３の荷重を保持する。そのため、使用者は、脳機能計測装置１の部材の荷重がほとんどかからない状態で計測を行なうことができ、その結果を計測部５で分析することができる。また、アーム部４はで検出部２を保持するため、計測に用いるセンサの数を増やしても、使用者の負担にならず、使用者の脳機能をより多角的に計測することが可能となる。
【００５３】
各弾性部材は、検出部２に近い程、付勢する力が減少するように形成することが好ましい。具体的には、図２（ｂ）、図４に示すように、検出部２に最も遠い第３弾性部材４ｌから最も近い第１弾性部材４ｊまでのコイルバネの大きさを徐々に小さくすることで、検出部２に近い程、付勢する力が減少するように各弾性部材を形成することができる。このように構成することにより、脳機能計測装置１は、検出部２を取り付けた使用者の頭部の動きの自由を保つことができるため、検出部２装着時における使用者の負担を軽減することができる。従って、使用者の疲労を原因とするセンサ位置のずれを防止して計測精度を向上させることができる。
【００５４】
各弾性部材は、検出部２に近い程、弾性係数が低下するように形成することが好ましい。具体的には、検出部２に最も遠い第３弾性部材４ｌから検出部２に近づくにつれて、コイルバネの素材として、徐々に弾性係数の低い素材を用いる方法が挙げられる。このように構成することにより、脳機能計測装置１は、検出部２を取り付けた使用者の頭部の動きの自由を保つことができるため、検出部２装着時における使用者の負担を軽減することができる。従って、使用者の疲労を原因とするセンサ位置のずれを防止して、計測精度を向上させることができる。
【００５５】
アーム部４には、図２（ａ）及び図３に示すように、配線３を種類ごとに収容する配線収容部４ａ、４ｂを形成することが好ましい。配線収容部４ａ、４ｂは、光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆから延びる配線３を種類ごとに収容するものである。配線収容部４ａ、４ｂは、扁平した矩形状の筒体である第２部材４ｄ及び第３部材４ｅのそれぞれの内部に形成された空間を、光センサ２ｅ及び脳波センサ２ｆから延びた２種類の配線３を別々に収容できるように、二つに区画して分けることにより、形成することができる。脳機能計測装置１は、このように配線収容部４ａ、４ｂを設けることで、種類の異なる配線３が整列した状態を維持できるため、ノイズの発生する原因を効果的に防止することができ、計測精度を向上させることができる。
【００５６】
配線収容部の区画数は、配線３の数（検出部２のセンサの数）によって増減させることができ、本発明では配線３を２種類用いているため、配線収容部は２つ形成されているが、配線３の数に従って、より多くの配線収容部を設けることもできる。また、計測に用いるセンサとして、光センサ２ｅと脳波センサ２ｆを用いる場合は、下段の配線収容部４ａに脳波センサ２ｆの配線を、上段の配線収容部４ｂに光センサ２ｅの配線を収容することができる。なお、第２部材４ｄの上面部材は取り外し可能であり、当該上面部材を取り外して光センサ２ｅと脳波センサ２ｆの配線３を整列させて収納することができる。
【００５７】
次に、図１に戻って、脳機能計測装置１の計測部５等の構成について説明する。
計測部５は、検出部２で検出された信号から、使用者の脳機能を計測・分析するものであり、コンピュータ等の演算装置が格納されているものである。計測部５には、使用者の脳機能の計測結果を表示するモニタ等の表示機構を設けることもできる。また、計測部５は、アーム部４を取り付ける支持部５ａを備えることが好ましい。
【００５８】
椅子６は、使用者を座らせることで安定した計測を行なうことができるものであり、必要に応じて用いるものである。
【００５９】
次に、図５及びその他の図面を適宜参照しながら、本発明に係る脳機能計測装置１の使用方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、使用者は、椅子６に座り、センサの取り付けプラグを頭部にかぶる。そして、使用者は、フレーム２ａから延びる光センサ２ｅと、フレーム２ｄから延びる脳波センサ２ｆを、取り付けプラグの所定位置に接続する。また、使用者は、横方向のフレーム２ａと、当該フレーム２ａの中央で支持された縦方向のフレーム２ｄを、頭部に取り付ける。
【００６０】
フレーム２ａ、２ｄは、アーム部４によって支持されている。アーム部４は、図２（ｂ）に示すように、複数の部材（第１部材４ｃ、第２部材４ｄ、第３部材４ｅ、第４部材４ｆ）と、これらを接続する弾性部材を備えた複数の関節部（第１関節部４ｇ、第２関節部４ｈ、第３関節部４ｉ）とで構成されている。従って、使用者は、各関節部の回動に従って、フレーム２ａ、２ｄを容易に動かすことができ、身長が異なる使用者であっても、容易にフレーム２ａ、２ｄを取り付けることができる。また、各関節部内の弾性部材は、フレーム２ａ、２ｄの荷重とは逆方向に付勢するように形成されているため、使用者は、フレーム２ａ、２ｄを取り付けても、ほとんど荷重に対する負担を感じない。
【００６１】
使用者は、フレーム２ａ、２ｄを頭部に取り付けた後、図５（ｂ）に示すように、上部から頭部カバー２ｂを装着する。このように使用者が頭部カバー２ｂを装着することで、取り付けプラグに接続した各センサを保護することができるとともに、計測時の外観を保護することができる。
【００６２】
使用者が検出部２を装着している状態において、フレーム２ａ、頭部カバー２ｂ、フレーム２ｄ、光センサ２ｅ、脳波センサ２ｆを備える検出部２と、配線３は、アーム部４によって支持されているため、これらの荷重もアーム部４が保持している。従って、使用者は、検出部２を取り付けても、荷重に対する負担をほとんど感じない。また、図２（ｂ）、図３に示すように、配線３はアーム部４の配線収容部４ａ、４ｂに、種類ごとに分けて収容されているため、配線３が整列した状態が維持され、ノイズが生じることはない。
【００６３】
脳機能の計測を開始すると、光センサ２ｅは使用者の大脳皮質で反射した近赤外線の信号を、脳波センサ２ｆは使用者の脳波の信号を検出し、配線３を介して当該複数の信号を計測部５に伝送する。計測部５は、当該信号から使用者の脳機能を多角的に分析し、例えば、使用者が現在何を頭に思い描いているのかを推測する。そして、計測部５は、当該計測結果を例えば図示しないモニタ等で表示する。あるいは、当該計測結果から、実際に機械等を操作する命令を生成する。
【００６４】
このように、本発明に係る脳機能計測装置１は、検出部２及び配線３の荷重を保持するアーム部４を検出部２及び計測部５間に設けたため、検出部２及び配線３の荷重が使用者の頭部にかからず、荷重に対する使用者の負担を軽減することができる。また、アーム部４が、複数の部材と、これらを接続する弾性部材を備えた関節部とで構成されているため、使用者が頭部を自由に動かすことができ、身長が異なる使用者であっても、脳機能計測装置１を快適に利用することができる。従って、検出部２及び配線３の荷重や、使用者の疲労等を原因とするセンサ位置のずれを防止して、脳機能計測装置１の計測精度を向上させることができる。
【００６５】
なお、本発明に係る脳機能計測装置１は、アーム部４が図２のような複数の部材ではなく、単一の部材で構成することもできる。また、アーム部４は、プラスチックまたは金属で形成することができるが、これらに限定されない。また、アーム部４（第２部材４ｄ及び第３部材４ｅ）の製造方法としては、配線収容部４ａ、４ｂを予め設けた状態で材料を射出成形する方法や、複数の部材を組み合わせて形成するする方法があるが、これらに限定されない。
【符号の説明】
【００６６】
１          脳機能計測装置
２          検出部
２ａ        フレーム
２ｂ        頭部カバー
２ｃ        表示部
２ｄ        フレーム
２ｅ        光センサ
２ｆ        脳波センサ
３          配線
４          アーム部
４ａ        配線収容部
４ｂ        配線収容部
４ｃ        第１部材
４ｄ        第２部材
４ｅ        第３部材
４ｆ        第４部材
４ｇ        第１関節部
４ｈ        第２関節部
４ｉ        第３関節部
４ｊ        第１弾性部材
４ｋ        第２弾性部材
４ｌ        第３弾性部材
４ｍ        軸関節部
５          計測部
５ａ        支持部
６          椅子
【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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