(57)【要約】      （修正有）【課題】定常的視覚刺激誘発電位（ＳＳＶＥＰ）を利用したＢＭＩ装置に利用可能な脳波検出に於いて、使用者及び／又は周囲の人々が光の変化に「煩わしさ」又は「不快感」を与えない装置を提供する。【解決手段】使用者により視認可能な位置に配置されたターゲット光を発するターゲット光発光器と、使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、脳波に於いて使用者がターゲット光発光器の発するターゲット光を視認したことにより生じる定常的視覚刺激誘発電位の存在を検出する定常的視覚刺激誘発電位検出手段とを含み、ターゲット光が人の区別できない変化幅にて色特性が反復して変化する光である。【選択図】図２
2015226723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定常的視覚刺激誘発電位を検出する脳波検出装置であって、
使用者により視認可能な位置に配置されたターゲット光を発するターゲット光発光器と、
前記使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、
前記脳波に於いて前記使用者がターゲット光発光器の発するターゲット光を視認したことにより生じる定常的視覚刺激誘発電位の存在を検出する定常的視覚刺激誘発電位検出手段とを含み、
前記ターゲット光が人の区別できない変化幅にて色特性が反復して周期的に変化する光である装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳波検出装置に係り、より詳細には、定常的視覚刺激誘発電位（ＳＳＶＥＰ:Steady  State  Visual  Evoked  Potential）を検出する脳波検出装置に係る。本発明の脳波検出装置は、ブレイン・マシン・インターフェース（ＢＭＩ:Brain  Machine  Interface）装置に於ける脳波検出に利用可能である。
【背景技術】
【０００２】
人間の脳神経のネットワークに於いては、視覚、聴覚等の刺激に応じて異なる態様（周波数、強度の変化）の脳波（ＥＥＧ：Electroencephalogram）が発生する。そこで、従来より、種々の視覚、聴覚等の刺激を人間に与えることにより発生する脳波を計測して、かかる計測された脳波を入力情報として任意の機械・装置の作動を制御するＢＭＩの開発研究が進められている。かかるＢＭＩを利用した制御システムによれば、機械・装置の作動制御が人間の身体運動による操作によらず達成できることとなるので、車両の運転中の運転者が機械・装置の作動を操作する場合など、身体運動が制限されている状況下でも機械・装置の作動制御が可能となる。
【０００３】
上記の如きＢＭＩ装置に関連した技術の例として、例えば、特許文献１に於いては、ユーザに特定の刺激を与えた際にユーザの脳波に於いて生ずる「事象関連電位」を検出して機械・装置の作動制御を実行させるための脳波識別方法の調整装置が開示されている。同公報に於いては、刺激の変化があった時点から或る期間に於いて蓄積された事象関連電位の波形から抽出される特徴量に基づいて脳波信号に基づく要求の識別方法の調整が為され、これにより、脳波を正確に計測するためのキャリブレーションの負担の軽減を図ることが提案されている。なお、ユーザに与えられる刺激の例の一つとして、映像の色相の変化が挙げられている。
【０００４】
また、本願出願人の一部による特許文献２に於いては、或る周波数にて点滅する光を注視した人間の脳波に於いて、点滅光の周波数と同期して出現する定常的視覚刺激誘発電位（ＳＳＶＥＰ）を利用したＢＭＩ装置を改良する一つの態様が開示されている。同公報に記載の構成では、まず、観察者が受ける点滅光の眩しさやちらつき感を低減するために、注視される光の点滅周波数が、臨界融合周波数（点滅しているが連続的に点灯しているように見えだす周波数：ＣＦＦ：Critical  Fusion  Frequency、通常、略３４Ｈｚ）以上に設定される。しかしながら、ＣＦＦ以上の点滅光によるＳＳＶＥＰの信号振幅は微弱であり、そのままでは、高いＳ／Ｎ比にて信号を検出が困難である。そこで、ＳＳＶＥＰ信号の周波数が点滅光の周波数と一致することに着目して、点滅光源の駆動信号と脳波信号とのクロススペクトル値（相互相関関数値）を算出し、クロススペクトル値が高いとき（即ち、点滅光源の駆動信号と脳波信号とが同期しているとき）に、点滅光の周波数を有する光源を観察者が注視していると判定する構成が提案されている。
【０００５】
更に、本願出願人による特許文献３に於いては、ＢＭＩ装置の実用化への一つの形態として、ＳＳＶＥＰを利用したＢＭＩ装置を自動車等の車両の運転中に運転者の行う任意の操作、例えば、ワイパー、エアコン、ヘッドランプ、オーディオ等の操作のための入力手段として応用する際に、操作性の向上を図るべく、点滅光源の発する光の輝度を周辺輝度、体温等により調節できるよう構成されたＢＭＩ制御装置が提案されている。そして、本願出願人による特許文献４では、ＳＳＶＥＰを利用したＢＭＩ装置に於いて、点滅するターゲット光と同時にランダムな周波数にて点滅する背景光を使用者に視認させることによって生ずる確率共鳴現象により、ＳＳＶＥＰを増幅させて、脳波の検出精度又はＳ／Ｎ比の改善と検出時間の短縮を図る構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際特許公開２００８／０５９８７８
【特許文献２】特開２０１１−１５７８８
【特許文献３】特開２０１２−１２８５１２
【特許文献４】特開２０１４−７１８２５
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】アクアダム・デビッド・ルイス  ジャーナル・オブ・オプティカル・ソサエティ・オブ・アメリカ、３２巻  ２４７−２７４頁  １９４２年（MacAdam,David  Lewis,  ”Visual  sensitivities  to  color  differences  in  daylight”,  Journal  of  Optical  Society  of  America,  Vol.32,  No.5,  pp.247-274,  1942.）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献２−４に記載されている如き、或る点滅周波数にて点滅する光源を使用者が注視した際にその使用者の脳の視覚野からの脳波に於いて現れる点滅周波数に同期したＳＳＶＥＰの有無を検出し、その使用者が点滅光源を注視しているか否かを判定するＢＭＩ装置に於いて、ＳＳＶＥＰの強度は、点滅光源の点滅周波数に依存して変化する。一般的には、点滅周波数が臨界融合周波数より低いとき又は約４０Ｈｚ以下のときには、ＳＳＶＥＰの強度が比較的強く、その検出が容易である。しかしながら、点滅光源の点滅周波数が臨界融合周波数より低いとき、即ち、観察者が光源の点滅を認識できる状態の場合、既に触れた如く、観察者は、光源の点滅、即ち、光のちらつきに「煩わしさ」を感じてしまうことがある。また、光源の点滅が人に認識できる状態の場合、その光源の周囲にいる人にとっても光源に注意が行きやすくなるので（周辺視に点滅の認識できる光が存在するだけで、その光に注意が向きやすくなる。）、装置の使用者だけでなく、その周囲にいる人々にとっても、光源の点滅が不快に感じられてしまうこともある。しかしながら、光源の点滅周波数を臨界融合周波数よりも高くすると、既に触れた如く、ＳＳＶＥＰの強度は、そのままでは、微弱となり、検出精度が大幅に低減され得る。
【０００９】
ところで、上記のＳＳＶＥＰの検出に際して使用されている点滅光は、光強度の増減又は光源の点灯と消灯の繰り返しによるものであるところ、本発明の発明者等の研究開発によれば、（光の点滅ではなく、）光源に於ける色特性（色相、彩度）の反復的な変化、或いは、複数の異なる色特性の光が交互に生ずるように光の色特性を反復的に切り替える場合にも、有意な強度のＳＳＶＥＰが発生することが見出された。そして、かかる有意な強度のＳＳＶＥＰは、色特性の切替の周波数（以下、「切替周波数」と称する。）がＣＦＦ以下であり、且つ、色特性の変化の幅（色相及び／又は彩度の変化幅）が人に区別できない範囲である場合でも発生し、検出可能である。かかる色特性が人に区別できない変化幅にて切り替わる光に対しては、人が光の変化に「煩わしさ」を感じるといった問題は発生しない。なお、人が区別できない色特性の変化の範囲は、色度図上に於ける「マクアダム（ＭａｃＡｄａｍ）の楕円」として知られている（非特許文献１）。本発明では、使用者に対する刺激光の付与とＳＳＶＥＰの検出に於いて、上記の知見が利用される。
【００１０】
かくして、本発明の一つの課題は、上記の如きＳＳＶＥＰを利用したＢＭＩ装置に利用可能な脳波検出に於いて、使用者に刺激として与えられる光として、色特性が人に区別できない変化幅にて反復的に周期的に変化する又は切替る光を採用して、使用者及び／又は周囲の人々が光の変化に「煩わしさ」又は「不快感」を与えないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上記の課題は、定常的視覚刺激誘発電位を検出する脳波検出装置であって、使用者により視認可能な位置に配置されたターゲット光を発するターゲット光発光器と、使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、脳波に於いて使用者がターゲット光発光器の発するターゲット光を視認したことにより生じる定常的視覚刺激誘発電位（ＳＳＶＥＰ）の存在を検出する定常的視覚刺激誘発電位検出手段とを含み、ターゲット光が人の区別できない変化幅にて色特性が反復して周期的に変化する光である装置によって達成される。
【００１２】
上記の本発明による脳波検出装置に於いては、基本的には、従前のＳＳＶＥＰを利用したＢＭＩ装置の脳波検出の処理と同様に、使用者がターゲット光を発するターゲット光発光器を注視することにより、使用者の視覚野に於いて発生するＳＳＶＥＰの検出を行う。その場合に、従前では、ＳＳＶＥＰの検出の際に使用者に注視させるのに用いたターゲット光は、点滅光、即ち、光強度が増減を繰り返す光であったが、本発明では、ターゲット光として、人の区別できない変化幅にて色特性が反復して周期的に変化する光が用いられる。ここで、「人の区別できない変化幅にて色特性が反復して変化する光」とは、典型的には、その色特性が、任意に設定される周波数にて、色度図上に於けるマクアダムの楕円の範囲内にて反復して変化する光であってよい。より具体的には、例えば、ターゲット光発光器から発せられる光の色特性が、色度図上の或る一つの点に相当する第一の色特性状態と、その第一の色特性状態から色度図上のマクアダムの楕円の範囲内にて色相及び／又は彩度の変化した第二の色特性状態とに交互に切り替えられる。その場合、実験によれば、色特性の切替周波数が４０Ｈｚ以下又はＣＣＦ以下であっても有意な強度のＳＳＶＥＰの検出が可能であり、しかも、色特性の変化は、色特性の区別のつかない範囲であるため、ターゲット光を注視した使用者に於いては、色特性の変化が実質的に認識されないことが見出されている。従って、ＳＳＶＥＰの検出に於いて、刺激となる光の変化に「煩わしさ」又は「不快感」を与えない状態が達成できることとなる。
【００１３】
本発明の脳波検出装置は、上記の如く、任意の機械・装置の作動制御を実行するＢＭＩ装置に於ける脳波検出に利用されてよい。その場合、具体的には、ＳＳＶＥＰの有無を検出によって、使用者がターゲット光を注視したか（又は、しているか）否かが判定され、その判定結果に基づいて、任意の機械・装置の作動開始又は停止といった作動制御が実行される。そして、脳波検出装置がＢＭＩ装置に於ける脳波検出に利用される構成に於いては、例えば、ターゲット光発光器として、互いに異なる周波数にて色特性の切替又は変更がされるターゲット光を発する複数のターゲット光発光器が設けられてよい。そうすると、各ターゲット光により誘発されるＳＳＶＥＰは、それぞれの色特性の切替と同期するので、脳波に於いて、各ターゲット光の色特性の切替周波数と実質的に同一の周波数のＳＳＶＥＰが存在しているか否かを検出することによって、使用者がいずれかのターゲット光発光器を注視しているか否かを判定することが可能となる。そして、或るターゲット光発光器を注視していると判定されたときには、そのターゲット光発光器に関連付けられた機械・装置等の制御対象物の作動制御が実行されることとなる。
【００１４】
上記の本発明の脳波検出装置に於いては、ターゲット光発光器は、任意の形状、例えば、四角形、円形又は対応づけられた制御対象物の機械機器を模式的に表す象形を有する任意の光源であってよい。ターゲット光の色特性は、使用者によって適宜選択可能であってよい（使用者が或る色特性を選択すると、選択された色特性から人の区別できない変化幅にて変化又は切替が為されることとなる。）。実施の形態に於いて、発光器としては、ＬＥＤ、ＣＲＴ、ストロボ等の光源が利用可能である。また、脳波検出手段は、この分野で通常利用されている脳波を検出するための任意の装置であってよく、典型的には、使用者の視覚野周辺の頭部表面に固定される複数の電極と、各電極の電位を逐次計測し電極からの信号を任意の態様にて処理する信号処理装置とから構成されてよい。
【発明の効果】
【００１５】
かくして、上記の構成によれば、ＳＳＶＥＰの検出に於いて、ＳＳＶＥＰを誘発させる刺激として使用者に注視させるターゲット光として、人の区別できない変化幅にて色特性が反復して変化する光を採用することにより、刺激となる光の変化に使用者が「煩わしさ」又は「不快感」を覚えるという従前のＳＳＶＥＰの検出に於ける問題の解消が図られる。また、特に、本発明の場合には、色特性の切替周波数がＣＣＦ以下、具体的には、１０Ｈｚ〜４０Ｈｚに設定できるので、使用者に「煩わしさ」又は「不快感」を覚えさせることなく、切替周波数として利用できる帯域がより低域まで拡大できることとなり、切替周波数の選定の自由度が大きくなる点で有利である。更に、一般的に、ＳＳＶＥＰは、周波数が低いほど強度が増大する傾向にあるので、周波数として、より低域が利用可能であることによって、ＳＳＶＥＰのＳ／Ｎ比及び検出精度の向上が期待される。
【００１６】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の脳波検出装置が組み込まれたＢＭＩ装置の構成を説明する図である。図１（Ｂ）は、被験者頭部に取り付けられる電極の配置を示している。
【図２】図２は、本発明の脳波検出装置に於いて利用するＳＳＶＥＰの発生を説明する図である。（Ａ）は、刺激光として、ＣＦＦより高い周波数にて点滅する光が用いられる場合であり、（Ｂ）は、刺激光として、ＣＦＦより低い周波数にて点滅する光が用いられる場合である。（Ｃ）は、本発明による、刺激光として、色特性が周期的に変化する光が用いられる場合である。
【図３】図３は、非特許文献１に記載の「マクアダム（ＭａｃＡｄａｍ）の楕円」（図中、Ｍｄ）を説明する人の視覚に於ける色度図である。図中、４（Ａ）、４（Ｂ）と付された領域内に於ける楕円は、図４（Ａ）、（Ｂ）に於いて例示されている、本発明の脳波検出装置に於いてＳＳＶＥＰの発生のために利用される刺激光の色特性の切替範囲の例を示している。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の脳波検出装置に於いてＳＳＶＥＰの発生のために利用される刺激光の色特性の変化を色度図上に於いてより詳細に示した図である。（Ａ）は、色特性を変化させる場合の基準となる色度図上の点Ｓｄが、緑色の点(x,y)=(0.294,0.596)である場合であり、（Ｂ）は、色特性を変化させる場合の基準となる色度図上の点Ｓｄが、青色の点(x,y)=(0.147,0.063)である場合である。
【図５】図５は、本発明の脳波検出装置に於いて色特性が周期的に切り替えられたターゲット光を注視した被験者の脳波のパワースペクトルの例を示している。（Ａ）は、ターゲット光の色度を、色度図上の座標(x,y)=(0.294,0.596)の点と座標(x,y)=(0.323,0.573)の点との間にて、切替周波数２６．６Ｈｚで切り替えた場合であり（色相方向）、（Ｂ）は、ターゲット光の色度を、色度図上の座標(x,y)=(0.294,0.596)の点と座標(x,y)=(0.285,0.495)の点との間にて、切替周波数２６．６Ｈｚで切り替えた場合である（彩度方向）。（Ｃ）は、ターゲット光の色度を、色度図上の座標(x,y)=(0.294,0.596)の点と座標(x,y)=(0.323,0.573)の点との間にて、切替周波数１３．３３Ｈｚで切り替えた場合であり、切替周波数と一致する周波数（基底音）の他に、その整数倍の周波数（倍音）にてＳＳＶＥＰが出現する例である。
【図６】図６（Ａ）は、切替周波数に対するＳＳＶＥＰの強度の変化の実測例を示している。「色相」は、ターゲット光の色特性を色相方向に周期的に変化させた場合であり、「彩度」は、ターゲット光の色特性を彩度方向に周期的に変化させた場合である。図６（Ｂ）は、ＦＦＴ変換に於ける脳波のサンプリング時間の長さに対する、ＳＳＶＥＰの検出に基づくターゲット光を被験者が注視したか否かの判定の正解率の変化を示したグラフ図である。Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、それぞれ、切替周波数を１３．３３Ｈｚ、２０．００Ｈｚ、２６．６７Ｈｚに設定した光源を、被験者に注視させた場合にＳＳＶＥＰの検出によって被験者が光源を注視したと判定した割合（正解率）である。
【符号の説明】
【００１８】
１００…発光器
１１０…ターゲット光発光器
Ｂｒ…人間の脳
ｅｌ…電極装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００２０】
装置の構成
図１（Ａ）を参照して、本発明の脳波検出装置は、ＢＭＩ装置の脳波検出を実行する部分に於いて適用されてよい。ＢＭＩ装置は、基本的な構成に於いて、使用者により視認されるべきターゲット光を発光する発光器１１０を担持した光源装置１００と、該発光器を視認した使用者の視覚野の脳波を計測して信号処理を行い且つ検出された脳波に於ける信号に基づいて任意の機器の作動制御を行う処理装置２００〜５００とから構成される。
【００２１】
発光器１１０は、後に詳細に説明される如く、典型的には、その発する光の色特性（色相、彩度）が二つの状態にて周期的に切り替えられるよう構成される。また、図示の如く、発光器１１０が複数設けられていてよく、その場合、通常、それぞれの発光器から発せられる光の色特性の切替周波数は、互いに異なるよう設定されてよい。かかる構成に於いて、使用者が一つのターゲット光発光器１１０に両眼の焦点を合わせ注視すると、使用者の視覚野に於いて、注視したターゲット光の切替周波数に同期したＳＳＶＥＰが発生することとなる。そして、ターゲット光発光器１１０には（複数の発光器がある場合にはそれぞれに）、作動制御されるべき機器が対応付けられ、使用者が一つのターゲット光発光器１１０を注視し、その注視したターゲット光と同期するＳＳＶＥＰの存在が検出されると、そのターゲット光に対応付けられた機器に対する作動制御が実行されることとなる。ターゲット光発光器１１０としては、具体的には、ＬＥＤ、ＣＲＴなどを用いた光の色相及び／又は彩度が周期的に可変な任意の発光装置が用いられてよい。なお、後に説明される如く、本発明による光の色特性の周期的な変化によるＳＳＶＥＰを検出する場合、切替周波数は、ＣＦＦ(点滅しているが連続的に点灯しているように見えだす点滅周波数、通常略３４Ｈｚ)よりも低い任意の周波数であってよい。ターゲット光の色、切替時のデューティ比は、使用者の使いやすさによって、不快感の出ないように適宜選択されてよい。
【００２２】
使用者の脳波の計測は、この分野に於いて通常の態様にて実行されてよい。視覚野ＶＦの電位変化を感知する電極装置は、例えば、国際１０−２０法に従った計測ポイントに於ける電位を計測できるよう構成又は配置されてよい（例えば、計測ポイントは、図１（Ｂ）に模式的に例示されている如く、国際１０−２０法に従って、Ｃｚ、Ｏｚ、Ｏ１、Ｏ２、Ｇｒｏｕｎｄ：額、Ｒｅｆ．：耳朶であってよい。）。そして、電極装置に感知された電位信号は、処理装置へ入力され、そこに於いて、まず、通常の態様にて増幅されＡ／Ｄ変換され、しかる後、ディジタル化された電位信号、即ち、脳波信号についてＦＦＴ変換を実行し、脳波信号のパワースペクトルが生成される（２００）。使用者が一つのターゲット光発光器１１０のターゲット光を注視し、これにより、ＳＳＶＥＰが発生しているときには、生成されたパワースペクトルに於いて、ＳＳＶＥＰが注視しているターゲット光の切替周波数に概ね一致する周波数帯域に於いて極大値となって出現することが期待されるので、かかるパワースペクトルに於いて、ターゲット光発光器１１０の切替周波数を含む周波数帯域に於いて、極大値の有無を検査し、切替周波数に実質的に等しい周波数に極大値が検出されたときには、これにより、ＳＳＶＥＰの検出が達成されたこととなる（３００）。なお、図１（Ａ）の如く複数のターゲット光発光器１１０が在る場合には、それらの各々のターゲット光の切替周波数を含む周波数帯域のパワースペクトルを算出して、それぞれの切替周波数に於ける極大値の有無が検査される。また、後述の如く、極大値の有無の検査に於いては、切替周波数に実質的に一致する周波数（基底音）の強度だけでなく、その倍の周波数（倍音）の強度も参照されてよい。
【００２３】
かくして、ターゲット光発光器１１０のターゲット光に対応するＳＳＶＥＰが検出されると、処理装置は、かかるターゲット光に対応付けされた制御されるべき機器への制御指令を生成し（コマンド生成：４００）、かかる制御指令によって機器の制御を実行するべく、関連する駆動装置等の作動を実行する（機器制御：５００）。制御されるべき機器としては、本発明のＢＭＩ装置が自動車等の車両の運転者による機器の操作手段として利用される場合には、ワイパー、エアコン、ヘッドランプ、オーディオ等であってよい。また、任意の機器の電源のＯＮ／ＯＦＦ、テレビ又はラジオのチャンネル操作や音量調節のために利用されてもよい。
【００２４】
光の色特性の周期的な変化によるＳＳＶＥＰについて
「背景技術」及び「発明の概要」の欄に於いて述べた如く、人が或る点滅周波数にて点滅する光源を注視した際、その人の脳の視覚野からの脳波に於いて点滅周波数に同期したＳＳＶＥＰ（定常的視覚刺激誘発電位）が出現するので、人の脳波に於いてＳＳＶＥＰの有無を検査することにより、その人が点滅光源を注視しているか否かを判定できることとなる。かかるＳＳＶＥＰの検出による人が点滅光源を注視しているか否かの判定をＢＭＩ装置に利用する試みに於いて、従前では、人に注視させる光として、点滅光、即ち、光強度が周期的に増減する光又は点灯と消灯の繰り返す光が用いられていた。その場合、光源を注視する観察者に於いて、その光のちらつきに「煩わしさ」を感じないように、図２（Ａ）に模式的に描かれている如く、点滅の周波数が臨界融合周波数よりも高い点滅光を用いると、一般に、点滅周波数が高いほど、ＳＳＶＥＰの強度が低減する傾向にあるので、そのままでは、強度が比較的小さいＳＳＶＥＰしか検出されないこととなっていた。一方、図２（Ｂ）の如く、点滅の周波数を臨界融合周波数よりも低く又は約４０Ｈｚ以下にすると、ＳＳＶＥＰの強度が比較的強いが、光源を注視する観察者に於いて、光源の点滅が認識できるために、その光のちらつきに「煩わしさ」を感じることがあり、また、その周囲にいる人々にとっても、点滅するに注意が行きやすく、不快に感じられてしまうことがあるので、ＢＭＩ装置の使用者に注視させるべき光源として、点滅周波数が臨界融合周波数以下又は約４０Ｈｚ以下の光源は、実用上、あまり有利ではないということになっていた。
【００２５】
ところで、「発明の概要」の欄に於いて述べた如く、上記の如き、人が光を注視した際に生ずるＳＳＶＥＰは、図２（Ｃ）に模式的に描かれている如く、色特性を周期的に変化する光を人に注視させた場合、例えば、二つの互いに異なる色相及び／又は彩度の光を交互に人に注視させた場合にも発生する。そして、その場合のＳＳＶＥＰは、光の色特性の変化幅が人に認識できない程度の幅であっても発生する。
【００２６】
より詳細には、図３の色度図を参照して、人の光の色特性の違いに対する識別能力に関して、色度図上の任意の点、例えば、Ｓｄ、を基準として、そこから、破線にて描かれた楕円Ｍｄの範囲内までの色相又は彩度の変化は、人に認識できないことが知られている（非特許特許１−かかる楕円は、一般に「マクアダムの楕円」と称されており、「マクアダムの楕円」の範囲は、図示の如く、基準となる点毎に異なる。）。しかしながら、色度図上の或る点の色特性の光と、かかる点からマクアダムの楕円の範囲内にて色相又は彩度を変化させた光とを、図２（Ｃ）の如く、交互に観察者に注視させると、観察者自身は、色特性の変化に気づかないが、脳波に於いて、色特性の切替周波数と同期したＳＳＶＥＰが検出される。例えば、図４（Ａ）（図３中の４（Ａ）にて付された領域の拡大図）の如く、色度図上の基準点Ｓｄの光として、緑色の点(x,y)=(0.294,0.596)の光と、基準点Ｓｄから（人に色特性の変化が認識できないことを確認した範囲内にて）色相方向に変化させた点Ｈｇ(x,y)=(0.323,0.573)の光とを交互に切り替えた光源（切替周波数＝２６．６７Ｈｚ）、及び、基準点Ｓｄ(x,y)=(0.294,0.596)の光と、基準点Ｓｄから（人に色特性の変化が認識できないことを確認した範囲内にて）彩度方向に変化させた点Ｃｇ(x,y)=(0.285,0.495)の光とを交互に切り替えた光源（切替周波数＝２６．６７Ｈｚ）を、それぞれ、被験者に注視させた場合、いずれの場合も、図５（Ａ）、（Ｂ）に例示されている如く、被験者の脳波のパワースペクトルに於いて、切替周波数に略一致した周波数に於いて、極大値が観測される。（なお、図５（Ａ）、（Ｂ）の結果に於いて、切替周波数は、ＣＦＦよりも低い周波数であることは理解されるべきである。）また、図４（Ｂ）（図３中の４（Ｂ）にて付された領域の拡大図）の如く、色度図上の基準点Ｓｄの光として、青色の点(x,y)=(0.147,0.063)の光と、基準点Ｓｄから（人に色特性の変化が認識できないことを確認した範囲内にて）色相方向に変化させた点Ｈｇ(x,y)=(0.151,0.076)の光とを交互に切り替えた光源、及び、基準点Ｓｄ(x,y)=(0.294,0.596)の光と、基準点Ｓｄから（人に色特性の変化が認識できないことを確認した範囲内にて）彩度方向に変化させた点Ｃｇ(x,y)=(0.154,0.075)の光とを交互に切り替えた光源を、それぞれ、被験者に注視させた場合も、同様に、被験者の脳波のパワースペクトルに於いて色特性の切替周波数に略一致する周波数にて極大値が観測された。
【００２７】
そこで、本発明に於いては、使用者又は被験者に注視させるべきターゲット光として、色特性が人に認識できない範囲内にて異なる二つの状態にて切り替わる光が採用される。この場合、切替周波数を点滅光の場合の臨界融合周波数よりも低く設定しても、使用者又は被験者は、色特性の変化を認識できないので、光のちらつきによる「煩わしさ」を感じさせることはなく、従って、切替周波数の選択範囲は、低周波数側の拡大も図られることとなる。
【００２８】
装置の作動の例
再度、図１（Ａ）を参照して、本発明の脳波検出装置が適用されたＢＭＩ装置に於いては、図示の如く、光源装置１００上に複数のターゲット光を発光する発光器１１０（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）が設けられ、それぞれの発光器１１０の色特性の切替周波数が互いに異なるよう設定される。切替の基準となる色特性は、使用者に於いて任意に選択できるようになっていてよく、選択された基準となる色特性に対して切替先となる色特性は、上記の如く、人に色特性の変化が認識できないことを確認した範囲内にて基準となる色特性から色相方向又は彩度方向に変化させた色特性に設定される（図４参照）。また、切替周波数は、ＣＦＦ以下であってもよいので、例えば、Ｆ１＝１３．３３Ｈｚ、Ｆ２＝２０．００Ｈｚ、Ｆ３＝２６．６７Ｈｚなどと設定されてよい。そして、かかる光源装置１００を使用者の目から約５０ｃｍ程度の距離に配置し、発光器１１０から上記の如く設定された色特性が変化するターゲット光を発光させるとともに、使用者の視覚野近傍に装着された電極を通じて脳波を表す電位信号が計測され、既に触れた如く、電位信号のＡ／Ｄ変換、ＦＦＴ変換による脳波パワースペクトルの生成、各ターゲット光の切替周波数の近傍に於ける極大値の有無の検出が実行される。これらの処理は、基本的には、ＳＳＶＥＰ脳波検出に於ける通常の態様にて実行されてよい。
【００２９】
特に、各ターゲット光の切替周波数（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）の近傍に於ける極大値の有無の検出に於いては、基本的には、脳波パワースペクトルに於いてターゲット光の切替周波数を中心とした所定の範囲に於ける最大値又は極大値の値を特徴量として抽出し、かかる特徴量が予め定められた閾値を上回るか否かが判定され、特徴量が閾値を上回ったときに、ＳＳＶＥＰの発生が判定されてよい。ＳＳＶＥＰの強度は、図６（Ａ）に例示されている如く、切替周波数の大きさと色特性の変化方向（色相方向又は彩度方向）によって変化するので、判定のための閾値は、切替周波数毎に及び／又は色特性の変化方向毎に異なる値が設定されてよい。また、ＳＳＶＥＰの発生した脳波のスペクトルでは、各ターゲット光の切替周波数に略一致する周波数（基底音）に於いて極大値が出現するとともに、図５（Ｃ）に例示されている如く、条件によって、その切替周波数の２倍の周波数（倍音）に於いても極大値が出現する。従って、ＳＳＶＥＰの発生の有無を判定するための特徴量として、基底音に於けるパワーに倍音に於けるパワーを加算した値が用いられてもよい。
【００３０】
更に、実験によると、ＳＳＶＥＰの発生の検出の確度は、脳波パワースペクトルの生成の際の脳波のサンプリング時間、即ち、ＦＦＴ変換を実行する際に使用する脳波の計測時間が長いほど、向上する。図６（Ｂ）を参照して、被験者に、上記のＦ１、Ｆ２、Ｆ３の光源をそれぞれ注視させ、その際に得られた脳波データから、異なる脳波のサンプリング時間長さでＦＦＴ変換を実行してパワースペクトルの生成を行い、かかる生成されたパワースペクトルに於いて、それぞれの切替周波数でのパワー値＞閾値であるか否かの判定を行うことにより、ＳＳＶＥＰの存在を検出できるかを検査したところ、図示の如く、いずれの周波数の場合も、脳波のサンプリング時間の延長と共に被験者が光源を注視したと判定した割合（正解率）が増大した。しかしながら、脳波の計測時間が長いほど、その分、ＢＭＩ装置によって作動制御される機器・装置への制御指示が遅れることとなる。従って、実際のＢＭＩ装置に於いて、脳波のサンプリング時間は、確度と機器・装置への制御指示の時間的な遅れとを考慮して適宜設定されてよい。
【００３１】
上記の如く、或るターゲット光に対するＳＳＶＥＰが検出された際には、対応付けられた機器・装置の作動制御が実行される。
【００３２】
かくして、上記の本発明によれば、ＳＳＶＥＰの検出に於いて、使用者に注視させる刺激光を色特性が人に認識できない範囲内にて周期的に変化する光とすることにより、ＣＦＦ以下の切替周波数であっても、使用者に光のちらつきに対する煩わしさを感じさせない状態を達成できることとなる。かかる構成によれば、検出されるＳＳＶＥＰの周波数の帯域をより低域に拡大することが可能となり、Ｓ／Ｎ比及び検出精度の改善が期待される。
【００３３】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【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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