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発明の名称 脳波計用光刺激装置および脳波計の光刺激方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−51167(P2000−51167A)
公開日 平成12年2月22日(2000.2.22)
出願番号 特願平10−229861
出願日 平成10年8月14日(1998.8.14)
代理人 【識別番号】100086759
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 喜平
【テーマコード(参考)】
4C027
【Fターム(参考)】
4C027 AA03 CC00 DD01 HH21 
発明者 石橋 由敬
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 赤色,緑色,青色の光の三原色のLEDを有する複数の発光要素と、上記発光要素をマトリクス状に配列するとともに、同一方向に隣接する同色のLEDをそれぞれ接続し同色のLED系統を形成するLED発光ユニットと、上記発光ユニットにて接続された同色のLED系統に流れる所定の電流の入り切りを実行するスイッチを備えるスイッチユニットと、上記スイッチユニットのスイッチの入り切り制御を実行するとともに上記LED発光ユニットにて各LED系統におけるLEDの点灯または消灯の制御を実行する発光制御ユニットとを具備することを特徴とする脳波計用光刺激装置。
【請求項2】 上記請求項1に記載の脳波計用光刺激装置において、上記LED発光ユニットは、各LED系統の電流が加わる始端に所定の抵抗値を有する抵抗ユニットを備えるとともに、各LED系統に流れる電流値を抑制することを特徴とする脳波計用光刺激装置。
【請求項3】 上記請求項1または請求項2のいずれかに記載の脳波計用光刺激装置において、上記上記発光制御ユニットは、各発光要素と接続するとともに、上記スイッチユニットは、この各発光要素に加わる電流の入り切りを実行する発光要素スイッチを備えることを特徴とする脳波計用光刺激装置。
【請求項4】 上記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の脳波計用光刺激装置において、上記発光制御ユニットは、上記スイッチユニットの各スイッチを所定の周期により入り切りさせ、発光要素のLEDを点滅制御することを特徴とする脳波計用光刺激装置。
【請求項5】 上記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の脳波計用光刺激装置において、上記発光要素は、上記スイッチユニットの所定のLED系統のスイッチが入り電流が加えられると、このLED系統上のLED列であって上記発光要素スイッチにて電流が加えられたLEDのみを点灯または点滅することを特徴とする脳波計用光刺激装置。
【請求項6】 赤色・緑色・青色の光の三原色のLEDを有する複数の発光要素と、上記発光要素をマトリクス状に配列するとともに、同方向に隣接する同色のLEDをそれぞれ接続するLED発光ユニットと、上記発光ユニットにて接続された赤色,緑色,青色のLEDに所定の電流の入り切りを実行するスイッチを備えるスイッチユニットと、上記スイッチユニットのスイッチの入り切り制御を実行するとともに、上記LED発光ユニットにて各列における同色の点灯または消灯の制御を実行する発光制御ユニットを備える脳波計の光刺激方法において、 上記発光制御ユニットにて所定の点灯,消灯,点滅の制御信号を生成する工程と、この制御信号を入力して上記スイッチユニットにスイッチの入り切りを実行する工程と、このスイッチユニットのスイッチの入り切りに従って上記発光ユニットが備える発光要素の各LEDが点灯,消灯,点滅する工程とを具備することを特徴とする脳波計の光刺激方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脳波計用光刺激装置および脳波計の光刺激方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の光刺激装置として、図5に示すものが知られている。同図において、発光部104は閃光刺激を発生する機構部で実際の被験者に光を与える処理を行いトリガーコイル105とクセノン管106とから構成されている。クセノン管106は一種の放電管であり閃光の放出を実行する。トリガーコイル105は制御信号を高周波および高電圧に変換するコイルであり、クセノン管106に閃光を導く動作を実行する。トリガー制御部103はトリガーコイル105にON/OFFの信号を入力する制御処理を実行する。刺激パルス発生回路102は刺激パルス制御回路101から出力されたコントロール信号に基づきパルスを発生させる。
【0003】刺激パルス制御回路101は刺激パルス発生回路102に対してコントロール信号を発生する。電源部107は制御用電源部108と放電圧用電源部109とから構成され、各回路等に電源の供給を行う。具体的には、制御用電源部108は刺激パルス制御回路101,刺激パルス発生回路102,トリガー回路103に制御用電源を供給する。放電用電源部109は、充電部110に放電圧用電源を供給する。充電部110は、クセノン管106が放電を実行するために十分なエネルギーを蓄える動作を実行する。
【0004】上記構成において、クセノン管106の内部には通常クセノンガスが絶縁状態に保たれている。そして、充電部110は放電圧用電源部109から数百ボルトの電源が供給され、クセノン管106が放電を行うのに十分なエネルギーが蓄えられる。この時、クセノン管106の内部はまだ絶縁状態を保っている。そして、光刺激を行うために刺激パルス制御回路101からコントロール信号が出力され、刺激パルス発生回路102から発光パルスが出力される。この発光パルスに基づいて、トリガー制御部103は、トリガーコイル105に数百ボルトの電圧をON/OFFさせ、トリガーコイル105によりクセノン管106に適した高周波,数kボルトからなる高電圧のエネルギーに変換させる。この高周波,高電圧によりクセノン管106の内部のクセノンガスは絶縁破壊され、クセノン管106において急激な放電が生じる。これにより、充電部110に蓄えられたエネルギーは光エネルギーとなり瞬間的に強力な光を発する。
【0005】また、特開平5−15600号公報に開示されている脳波計用光刺激装置では、カセットテープの4つのトラックに光と音を発生させるための音声波形を強弱をつけて記録するとともに、少なくとも5種類以上の発生パターンのプログラムを記録し、4トラックカセットデッキにより4トラックの音声波形を同時に再生し、この音声波形に従って所定の赤色および緑色LEDの点滅制御を行いつつ、ヘッドフォンより音声を再生出力させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の脳波計用光刺激装置において、次のような課題があった。前者においては、クセノン管を使用するため機器構成が大規模になってしまうとともに、機械的振動に弱く破損し易いといった課題がある。また、後者においては、音声波形の従属したLEDの点滅制御に限定されるばかりでなく、赤色および緑色のLEDを使用していることから、フルカラーの光を出力することができないといった課題がある。
【0007】本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、簡易な構成であるとともに、フルカラーの明滅パターンを出力することが可能な脳波計用光刺激装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、赤色,緑色,青色の光の三原色のLEDを有する複数の発光要素と、上記発光要素をマトリクス状に配列するとともに、同一方向に隣接する同色のLEDをそれぞれ接続し同色のLED系統を形成するLED発光ユニットと、上記発光ユニットにて接続された同色のLED系統に流れる所定の電流の入り切りを実行するスイッチを備えるスイッチユニットと、上記スイッチユニットのスイッチの入り切り制御を実行するとともに上記LED発光ユニットにて各LED系統におけるLEDの点灯または消灯の制御を実行する発光制御ユニットとを具備する構成としてある。
【0009】上記のように構成した請求項1にかかる発明においては、上記発光要素は、赤色,緑色,青色の光の三原色のLEDを有している。また、上記発光ユニットは、この発光要素をマトリクス状に配列するとともに、同一方向に隣接する同色のLEDをそれぞれ接続し同色のLED系統を形成する。そして、上記スイッチユニットは、この発光ユニットにて接続された同色のLED系統に流れる所定の電流の入り切りを実行するスイッチを備えるとともに、上記発光制御ユニットは、このスイッチユニットのスイッチの入り切り制御を実行し、上記LED発光ユニットにて各LED系統におけるLEDの点灯または消灯の制御を実行する。すなわち、赤色,緑色,青色の三原色のLEDの発光および消光をスイッチユニットを介して発光制御ユニットから制御することにより、フルカラーの光出力を実行可能となる。
【0010】また、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の脳波計用光刺激装置において、上記LED発光ユニットは、各LED系統の電流が加わる始端に所定の抵抗値を有する抵抗ユニットを備えるとともに、各LED系統に流れる電流値を抑制する構成としてある。上記のように構成した請求項2にかかる発明においては、上記LED発光ユニットは、各LED系統の電流が加わる始端に所定の抵抗値を有する抵抗ユニットを備えるとともに、各LED系統に流れる電流値を抑制する。
【0011】さらに、請求項3にかかる発明は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の脳波計用光刺激装置において、上記上記発光制御ユニットは、各発光要素と接続するとともに、上記スイッチユニットは、この各発光要素に加わる電流の入り切りを実行する発光要素スイッチを備える構成としてある。上記のように構成した請求項3にかかる発明においては、上記上記発光制御ユニットは、LED系統だけではなく、各発光要素と接続する。これにより、発光要素を単独で点灯させることが可能になる。また、上記スイッチユニットに発光要素に加わる電流の入り切りを実行する発光要素スイッチを配設することにより点灯,消灯の制御を容易にすることが可能になる。
【0012】さらに、請求項4にかかる発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の脳波計用光刺激装置において、上記発光制御ユニットは、上記スイッチユニットの各スイッチを所定の周期により入り切りさせ、発光要素のLEDを点滅制御する構成としてある。上記のように構成した請求項4にかかる発明においては、上記発光制御ユニットは、上記スイッチユニットの各スイッチを所定の周期により入り切りさせ、発光要素のLEDを点滅制御を実行する。
【0013】さらに、請求項5にかかる発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の脳波計用光刺激装置において、上記発光要素は、上記スイッチユニットの所定のLED系統のスイッチが入り電流が加えられると、このLED系統上のLED列であって上記発光要素スイッチにて電流が加えられたLEDのみを点灯または点滅する構成としてある。上記のように構成した請求項5にかかる発明においては、上記発光要素は、上記スイッチユニットの所定のLED系統のスイッチが入り電流が加えられると、このLED系統上のLED列であって上記発光要素スイッチにて電流が加えられたLEDのみを点灯または点滅する。
【0014】上述したように、赤色,緑色,青色の光の三原色のLEDを有する複数の発光要素と、上記発光要素をマトリクス状に配列するとともに、同方向に隣接する同色のLEDをそれぞれ接続するLED発光ユニットと、上記発光ユニットにて接続された赤色・緑色・青色のLEDに所定の電流の入り切りを実行するスイッチを備えるスイッチユニットと、上記スイッチユニットのスイッチの入り切り制御を実行するとともに、上記LED発光ユニットにて各列における同色の点灯または消灯の制御を実行する発光制御ユニットを備える脳波計の光刺激手法は実体の装置に限定される必要はなくその方法としても機能することは容易に理解できる。
【0015】そこで、請求項6にかかる発明は、赤色,緑色,青色の光の三原色のLEDを有する複数の発光要素と、上記発光要素をマトリクス状に配列するとともに、同方向に隣接する同色のLEDをそれぞれ接続するLED発光ユニットと、上記発光ユニットにて接続された赤色,緑色,青色のLEDに所定の電流の入り切りを実行するスイッチを備えるスイッチユニットと、上記スイッチユニットのスイッチの入り切り制御を実行するとともに、上記LED発光ユニットにて各列における同色の点灯または消灯の制御を実行する発光制御ユニットを備える脳波計の光刺激方法において、上記発光制御ユニットにて所定の点灯,消灯,点滅の制御信号を生成する工程と、この制御信号を入力して上記スイッチユニットにスイッチの入り切りを実行する工程と、このスイッチユニットのスイッチの入り切りに従って上記発光ユニットが備える発光要素の各LEDが点灯,消灯,点滅する工程とを具備する構成としてある。すなわち、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる脳波計用光刺激装置をブロック図により示している。同図において、脳波計用光刺激装置10は、発光要素C1と、発光ユニットC2と、スイッチユニットC3と、発光制御ユニットC4とから構成される。発光要素C1は、赤色のLEDC1aと、緑色のLEDC1bと、青色のLEdC1cを備え、電流が加えられると発光可能になっている。また、発光ユニットC2は、発光要素C1がマトリクス状に配列されるとともに、隣接する発光要素C1の各色LEDを接続し、すなわち、マトリクスのそれぞれの列要素にて同色毎に接続し、LED系統を形成する。
【0017】本実施形態においては、LED系統C2aが赤色LEDの系統を示し、LED系統C2bが緑色LEDの系統を示すとともに、LED系統C2cが青色LEDの系統を示している。また、それぞれの系統に加えられる電流をON/OFFするために、発光ユニットC2の外部に上記各LED系統C2a〜C2cに対応してスイッチを有するスイッチユニットC3を有する。このスイッチユニットC3の端子は、赤色,緑色,青色の3つの端子を有し、発光制御ユニットC4と各色毎に接続され、この発光制御ユニットC4は、それぞれの色毎にスイッチユニットC3のスイッチをON/OFFする制御を実行可能であるとともに、単色だけでなく複数色を同時に点灯させるためにスイッチユニットC3のスイッチのON/OFFする制御も実行可能になっている。
【0018】また、本実施形態においては、発光要素C1をマトリクス状に配列し、図1に示す列要素の赤色,緑色,青色をそれぞれ接続することにより、LED系統C2a〜C2cを形成する構成が採用されているが、むろん、この構成に限られない。例えば、発光制御ユニットC4からそれぞれの発光要素C1に接続し、発光要素C1を直接制御する構成であってもかまわない。むろん、このとき、発光要素C1の赤色,緑色,青色LEDを同時に点灯してもかまわないし、各LED毎に点灯させてもかまわない。むろん、発光要素C1と発光制御ユニットC4との間に、それぞれの発光要素C1のON/OFFの制御が可能なスイッチユニットを介する構成であってもよい。
【0019】また、本実施形態においては、発光ユニットC2とスイッチユニットC3を直接接続する構成を採用しているが、むろん、発光要素C1が有するLEDの許容電流に従い、発光ユニットC2とスイッチユニットC3の間にて各LED系統毎に所定の抵抗値を有する抵抗を配設し、発光ユニットC2に流れ込む電流値を抑制する構成であってもかまわない。
【0020】ここで、図2は本脳波計光刺激装置の具体的構成を示したブロック図を示している。同図においては、CPU10はバス線90を介してROM20,HDD30,電源回路40,入出力回路50と接続し、ROM20あるいはHDD30に格納されている本脳波計光刺激装置の各機能を実現するプログラムを読み出しつつ実行可能になっている。また、入出力回路50にはスイッチユニット60が接続され、CPU10から入出力回路50への制御信号の出力により、スイッチユニット60が備える複数のスイッチのON/OFF制御が可能になっている。従って、CPU10が発光制御ユニットC4を構成する。
【0021】このスイッチユニット60には、電源80から所定の電源が供給されるとともに、このスイッチユニット60のスイッチのON/OFFに従って、上記供給された電源は、スイッチユニット60に接続されている発光ユニット70に供給される。この発光ユニット70は、赤色,緑色,青色のLEDが一組にて形成される発光要素が複数配設されており、上述した発光ユニット70に供給されている電源によりこの発光要素が備えるLEDは発光する。また、電源80は電源回路40を介して本脳波計光刺激装置に供給され、この脳波計光刺激装置は動作可能になっている。また、発光要素のLEDの点灯制御は、入出力回路50に接続された操作パネル50aからの操作に従って実行される。
【0022】具体的には、操作パネル50aにおいて、キーの中から所望のキーを選択し、点灯キーを押し下げると、CPU10はスイッチユニット60に赤色のLED系統に配設されているスイッチの接続要求を出力し、当該スイッチがONすることにより発光ユニット70の赤色LEDが点灯する。そして、操作パネル50aから消灯キーを押し下げると、この赤色LEDは消灯する。このキーの選択は、一のキーに限定されるものではなく、複数選択し、点灯キーを押し下げてるようにしてもかまわない。従って、キーの全てを選択し、点灯キーを押し下げると白色光が発光ユニット70から出力されることになる。
【0023】本実施形態においては、キーが各一個を備える構成を採用しているが、むろん、このような構成に限定されるものではなく、各発光要素が備える赤,青,緑LED毎にキーを配設し、それぞれを選択する構成を採用するものであってもかまわない。このとき、発光ユニット70からは混色,多色の光出力を行うことが可能になる。
【0024】図3は、上記CPU10が実行するLED点灯処理の処理内容をフローチャートにより示している。操作パネル50aの点灯キーが押し下げられると、入出力回路50を介して点灯要求を入力する(ステップS100)。そして、同様に、操作パネル50aにて選択されている色情報を取得する(ステップS105)。この色情報に従いスイッチユニット60のスイッチをONにする(ステップS110)。例えば、キーが選択されている場合は、スイッチユニット60にて発光ユニット70から接続するとともに入力している赤色のLED系統に該当するスイッチをONにする。すると、発光ユニット70は、赤色にて点灯する(ステップS115)。この点灯は操作パネル50aにおいて消灯キーが押し下げられるまで継続され、 操作パネル50aの消灯キーが押し下げられると、入出力回路50を介して消灯要求を入力し(ステップS120)、スイッチユニット60の所定のスイッチをOFFにする(ステップS125)。これにより、上述した例であっては、赤色LEDは消灯することになる。
【0025】次に、上記CPU10が実行するLED点滅処理の処理内容を図4のフローチャートに示す。操作パネル50aの点滅キーが押し下げられると、入出力回路50を介して点滅要求を入力する(ステップS200)。そして、同様に、操作パネル50aにて選択されている色情報を取得する(ステップS205)とともに、操作パネル50aにおいて設定されている点滅周期を取得する(ステップS210)。この色情報に従いスイッチユニット60のスイッチをONにする(ステップS215)。例えば、キーが選択されている場合は、スイッチユニット60にて発光ユニット70から接続するとともに入力している赤色のLED系統に該当するスイッチをONにする。すると、発光ユニット70は、赤色にて点灯する。そして、ステップS210にて取得した点滅周期が経過したか否かを判別し(ステップS220)、経過していなければ継続して点灯する。点滅周期を経過していれば、スイッチユニット60にてONにされたスイッチをOFFにする(ステップS225)。そして、ステップS210にて取得した点滅周期が経過したか否かを判別し(ステップS230)、経過していなければ継続して消灯する。点滅周期を経過していれば、操作パネル50aにて消灯キーが押し下げられていないかを判別する(ステップS235)。消灯キーが押し下げられていなければ、ステップS215に戻り、スイッチユニット60の所定のスイッチをONにする。また、ステップS235において、消灯キーが押し下げられていることを検知した場合は、点滅処理を終了する。
【0026】次に、上記のように構成した本実施形態の動作について説明する。本脳波計用光刺激装置の利用者は、操作パネル50aにて発光ユニット70において発光させたい色をキーの中から選択する。そして、点灯キーを押し下げると、選択した色のLEDが点灯し、光刺激を行うことが可能になる(ステップS100〜S115)、そして、光刺激を終了したいときは、消灯キーを押し下げる(ステップS120〜S125)。また、点滅による光刺激を行う場合は、同様に点滅させたい所望の色を選択するとともに、所望の周期を設定し、点滅キーを押し下げることにより点滅による光刺激を実行する(ステップS200〜S235)。
【0027】このように、赤色,緑色,青色の光の三原色のLEDから構成される発光ユニット70を点灯あるいは点滅発光させることにより、フルカラーの光刺激を実行することが可能になる。また、任意のLED単体を点灯または点滅することが可能であるため、混色,多色の発光を実現することが可能になる。さらに、上述した点灯あるいは点滅の発光は操作パネル50aの所定キーの選択または操作により実行できるため、操作性を向上させることが可能になる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、簡易な構成であるとともに、フルカラーの明滅パターンを出力することが可能な脳波計用光刺激装置を提供することができる。また、請求項2にかかる発明によれば、LEDの駆動電流を適切に低減することができることにより、LEDの寿命を伸ばすことができる。さらに、請求項3にかかる発明によれば、発光要素単体の制御を実行することができる。
【0029】さらに、請求項4にかかる発明によれば、点灯制御だけでなく、点滅制御も実行することができる。さらに、請求項5にかかる発明によれば、LED系統に流れる電流をスイッチユニットにより制御するとともに、発光要素単体の制御を組み合わせることにより、複雑な点滅制御あるいは、模様の出力をすることができる。さらに、請求項6にかかる発明によれば、簡易な構成であるとともに、フルカラーの明滅パターンを出力することが可能な脳波計の光刺激方法を提供することができる。




 

 


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