JP2002224089A - 生体光計測法を用いた遊戯装置、及びそれに用いる固定具、及びそれに用いるプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】様々な人が楽しく使用でき、脳を継続的に活動
させなくても楽しめる疲労感が少なく、かつ、被検体頭
部の任意の場所にプローブを設置することが可能な遊戯
装置を提供する。 【解決手段】被検査体（１−３）上へ光を照射する光照
射器（１−１、１−２）と、光照射器から照射され被検
査体内を伝播した光を検出する光検出器（１−４、１−
５）と、光検出器で検出した光の情報を処理する信号処
理部（１−６、１−７）と、信号処理装置にて処理した
結果を呈示する表示部（１−８、１−９）とを具備し、
テストタスクの実施結果に応じて、画面上に表示する透
過光強度変化の表示範囲を設定する。また、被検査体内
を伝播した光の強度変化を時間積分し、その積分結果を
画面上に表示したオブジェクトへ反映させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて生体内
部の代謝物質を計測する生体光計測法に関し、特に、生
体光計測法を用いた遊戯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】局在化している脳機能を測定して、外部
装置へ入力することにより、コンピュータ、ゲーム、環
境制御装置、学習度判定装置、乗物の警報装置、医療用
診断および警報装置、うそ発見器、意思表示装置、情報
伝達装置等を制御する光生体計測法を用いた生体入力装
置および生体制御装置が、特開平９−１４９８９４号公
報にて提案されている。以下、本提案について説明す
る。

【０００３】被検査体へ光を照射するためには、半導体
レーザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源と照
射用光ファイバに代表される光導波路（以上を総称し
て、光照射器とする）を使用する。計測に使用する光の
波長は生体組織の透過性が高い波長８００ナノメートル
近傍の光を使用するのが最適ではあるが、この波長帯に
限定されるものではない。光導波路の両端は、光源及び
被検査体の皮膚上にそれぞれ接触している。生体へ照射
された光は、生体組織により強く散乱される。しかし、
その散乱光の一部は、運動、感覚、言語に代表される高
次脳機能が集中する大脳皮質を通過し、光照射位置から
約３０ミリメートル（成人の場合）離れた頭皮へ再び到
達する。この場所で生体内を伝播した光の強度を検出す
るために、光検出器を配置する。この光検出器は、光フ
ァイバに代表される光導波路とその一端を接触させた、
フォトダイオード、光電子増倍管に代表される光電素子
から構成される。この光検出器を用いて、光学的信号か
ら電気的信号へ変換される。そして、この電気的信号は
電子計算機を用いて処理する。

【０００４】ここで、体（手、足及びこれらの指など）
を動かしたり物を考えたり念じたりすることで脳を活動
させたと仮定する。脳が活動すると脳の活動部位へ酸素
やグルコースを供給するために、大脳皮質内の血液量が
二次的に変化（増加したり減少したり）する。計測に近
赤外光（波長８００ナノメートル近傍）を使用すると、
血液中のヘモグロビン（酸化ヘモグロビン、還元ヘモグ
ロビン）は計測に使用するこの光を吸収するため、検出
用光ファイバへ到達した光量は、脳活動に伴いヘモグロ
ビン量が増加すると減少する。このため、検出した光の
強度の変化は脳の活動を反映する。この光の強度変化を
計測し、この計測結果を用いてコンピュータを制御する
ことで、精神状態や脳活動を反映するヒトの思考を計測
してコンピュータを制御する入力装置が実現されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】先述の提案では、脳活
動を検出してゲーム（遊戯装置）を実現することが可能
な装置構成に関して開示されている。しかし、実際の遊
戯装置を実現するためには、上記のような例に加えて、
様々な人が疲労感を感じずに遊戯装置を使用できること
が必要である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、かかる点に着目
してなされたものであり、手足を使わずに、疲労感を感
じず楽しく使用できる生体光計測法を用いた遊戯装置を
提供する。また、それに用いる生体装着用の固定具を提
供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るために、本発明に基づく解決手段を説明する。

【０００８】第一に、人の脳の構造や皮膚の色など個人
の光学的な状態は異なる。このため、同じ強度の光をプ
レーヤーへ照射しても、検出される光強度（通過光強
度）は異なる。そこで、本発明では、光透過特性に個体
差が有っても、その生体を通過した光の強度を画面に表
示し、プレーヤーがゲームを楽しむことができるコンテ
ンツを提供する。

【０００９】第二に、脳活動結果をプレーヤーへ呈示す
る方法を提供する。人の脳活動は一般に不可視であり、
本発明では光を用いて計測する。しかしながら、光を用
いて脳活動を計測した場合、透過光強度の変化は極めて
小さい。そこで、本発明では、小さな透過光強度変化で
あっても、その脳活動をプレーヤーへ呈示することが可
能な遊戯装置を提供する。

【００１０】第三に、本遊戯装置では、脳活動の計測結
果に応じて画面上に表示したオブジェクトの状態を変化
させるが、脳を継続的に活動させる（常に頭を使い続け
る）のはプレーヤーに疲労を与える。そこで、本発明で
は、画面上に表示したオブジェクトの状態が、脳活動を
反映する信号に応じて変化する期間と、脳活動とは別に
電子計算機から発せられる任意の信号に応じて変化する
期間を設定し、脳を継続的に活動させなくてもゲームを
楽しめることが可能な遊戯装置を提供する。

【００１１】第四に、人の脳の活動は、例えば、感情な
どを反映する部位であるとされている前頭葉であれば、
各人固有の差がある。そこで、本発明では、前頭葉の任
意の場所に光を照射し検出することが可能な生体光計測
用固定具（プローブ）を提供する。

【００１２】このように、本発明は、生体上へ光を照射
する光照射器と、光照射器から照射され生体内を伝播し
た通過光を検出する光検出器と、光検出器で検出した光
の強度信号を処理する信号処理部と、信号処理部にて処
理した結果を表示する表示部とを具備し、生体へのテス
トタスクの実施結果に応じて、表示部の画面上に表示す
る通過光の強度変化の表示範囲を設定するよう構成した
ことを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置を提供
する。

【００１３】また、本発明は、生体上へ光を照射する光
照射器と、光照射器から照射され生体内を伝播した光を
検出する光検出器と、光検出器で検出した光の強度信号
を処理する信号処理部と、信号処理部にて処理した結果
を表示する表示部とを具備し、生体内を伝播した光の強
度変化を時間積分し、その積分結果を表示部の画面上に
表示したオブジェクトへ反映するよう構成したことを特
徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置を提供する。

【００１４】また、本発明は、生体上へ光を照射する光
照射器と、光照射器から照射され生体内を伝播した光を
検出する光検出器と、光検出器で検出した光の強度信号
を処理する信号処理部と、信号処理部にて処理した結果
を表示する表示部とを具備し、生体内を伝播した光の強
度信号と信号処理部が発する信号とを用いて、任意の時
間間隔で、表示部に表示したオブジェクトの状態が変化
するよう構成したことを特徴とする生体光計測法を用い
た遊戯装置を提供する。

【００１５】また、本発明は、生体上へ光を照射する光
照射器と、光照射器から照射され生体内を伝播した通過
光を検出する光検出器と、光検出器で検出された光の強
度信号を処理する信号処理部と、信号処理部にて処理し
た結果を表示する表示部とを具備し、かつ、表示部の画
面上に表示した少なくとも一つのオブジェクトの状態
が、生体内を伝播した光の強度変化に応じて変化する期
間と、前記オブジェクトの状態が、信号処理部で発せら
れる任意の信号に応じて変化する期間とを設定してなる
ことを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置を提供
する。

【００１６】また、本発明は、上記構成において、検出
された透過光の光強度の最大値と最小値とに基づき、表
示部の画面上に表示する透過光の光強度の表示範囲を決
定することを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置
を提供する。

【００１７】さらに、本発明は、第１の生体上へ光を照
射する第１の光照射器と、第２の生体上へ光を照射する
第２の光照射器と、第１の光照射器から照射され第１の
生体内を伝播した光を検出する第１の光検出器と、第２
の光照射器から照射され第２の生体内を伝播した光を検
出する第２の光検出器と、第１および第２の光検出器で
検出した光の強度信号を処理する信号処理部と、信号処
理部にて処理した結果を表示する表示部とを具備し、第
１および第２の生体内を伝播した光の強度をそれぞれ時
間積分し、その積分結果を表示部の画面上に表示したオ
ブジェクトへ反映して、第１および第２の生体間におけ
る相性の度合を表示するよう構成したことを特徴とする
生体光計測法を用いた遊戯装置を提供する。

【００１８】さらに、本発明は、少なくとも一対の照射
用光ファイバと検出用光ファイバとを備えた光ファイバ
保持器と、光ファイバ保持器を一定方向に移動可能なら
しめるガイドを備えた、可とう性の樹脂部材とを有し、
かつ、光ファイバ保持器が樹脂部材のガイド上に着脱自
在に設置されるよう構成したことを特徴とする生体光計
測法を用いた遊戯装置用固定具を提供する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に基づく遊戯装置の
実施例の形態を、順をおって説明する。

【００２０】図１は、本発明に基づく遊戯装置の基本的
な装置構成を示す。１−１は、半導体レーザ、発光ダイ
オード、ランプに代表される光源である。これらの光源
は、光ファイバに代表される光導波路（１−２）を用い
てゲームのプレーヤー（１−３）へ照射する。具体的に
は、光ファイバの先端をプレーヤーの皮膚の上に接触さ
せる。本発明では、プレーヤー数は２名として、実施例
を説明する。しかし、本発明と同様な実施形態で、１人
であっても３名以上のプレーヤーであっても同様に実施
することは可能である。

【００２１】プレーヤー内を伝播した光は、光照射方法
と同様に１−４に示した光導波路を用いて検出する。１
−２に示した光ファイバと１−４に示した光導波路の配
置間隔は、任意に設定することができる。例えば、成人
の脳活動を検出する場合、２７ｍｍ（ミリメートル）間
隔がふさわしいことは、米国光学会誌が出版している論
文誌“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ（応用光学）”の
１９９４年第３３号の６６９２ページから６６９８ペー
ジにＮ．Ｃ．Ｂｒｕｃｅ（エヌ・シー・ブスール）が
「Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈ
ｅ ｅｆｆｅｃｔｏｆ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ａｎｄ
ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉ
ｎ ｈｉｇｈｌｙ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｍｅｄｉａ
（高散乱媒質中の光吸収散乱体媒質の効果の実験的評
価）」に記載されている。

【００２２】１−４に示した光導波路は、フォトダイオ
ード、光電子増倍管に代表される光検出器（１−５）に
接続している。この光検出器を用いることで、生体内を
伝播した光の強度を電気的な信号へ変換する。

【００２３】次に、信号処理部を構成する制御装置（１
−６）および電子計算機（１−７）の構成について説明
する。制御装置は、光源（１−１）と光検出器（１−
５）へ電気的に接続している。この結果、光源の強度を
変化させたり、生体内を伝播した光の強度をこの制御装
置へ取り込むことが可能になる。この制御装置は、電子
計算機（１−７）へ計測結果の信号を出力する。電子計
算機（１−７）の出力は、スピーカー（１−８）、画面
（１−９）等の表示部へ送出される。この結果、生体内
を伝播した光の強度変化を、電子計算機内で処理するコ
ンテンツへ変換し、プレーヤー（１−３）へ呈示するこ
とが可能になる。なお、表示部は、電子計算機（１−
７）が具備してもよいし、別々であってもよい。

【００２４】本実施例では、プレーヤー数を２名として
いる。光を用いた生体計測法では、例えば、磁石や放射
線を使用したほかの生体計測法と比較して、複数人の生
体内の血液量変化を同時にかつ小型装置を用いて計測す
ることが可能である。このため、上述した通り、２名の
頭部内部での血液量変化を同時に計測することが可能で
ある。従って、本実施例に記載した２名以上のプレーヤ
ーが同時に本遊戯装置を使用することも何等問題はな
い。本発明では、プレーヤー数を２名に限定して、以
降、実施例を説明していく。

【００２５】次に、前記画面（１−９）に関する画面構
成に関する実施例を、図２により説明する。２−１はプ
レーヤーの氏名を表示する場所であり、本実施例では、
各プレーヤーの名前を「トム」と「メアリー」とする。
図中の左右に５個ずつ表示した丸いバー（２−２）は、
図１に記載した計測装置を用いて各プレーヤーの生体内
を伝播した光透過光強度の変化を図示する表示装置（イ
ンジケータ）である。本実施例では、透過光強度を５分
割し、各プレーヤーの透過光強度を表示する実施例を図
示している。この分割数は５に限定されるものではな
い。また、このインジケータの使用方法に関しては、別
の図面を用いて後述する。

【００２６】図２中の２−３は、各プレーヤー（トムと
メアリー）の透過光強度変化を表示する顔画像である。
即ち、生体組織を通過した光強度の変化に応じて、この
顔画像の状態が変化する。この顔画像の状態の変化方法
に関しても、別の図面を用いて後述する。また、２−４
は、ゲームの進行を表示する表示装置であり、ゲームの
シーンの展開に応じて、現在ゲームがどのシーンかをプ
レーヤーへ呈示する。また、２−５は表示画面であり、
この画面内に動画像が表示される。この表示画面に表示
される画像に関しても、別の図面を用いて説明する。

【００２７】次に、図３、図４、図５、図６を用いて、
光学的状態の異なる多数のプレーヤーがゲームを楽しむ
ことが出来るコンテンツの実施例を説明する。

【００２８】図３は、図２に示した画面を用いて、ま
ず、テストタスクを実施する旨をプレーヤーへ呈示する
実施例を示している。生体内を光が伝播していく特性
は、主に、生体内の光散乱係数と光吸収係数をいう光学
物性値に依存する。また、物の動きに対する反応、即
ち、俊敏性等の物性値は、人によっても異なる。また、
脳活動の特性（血液量変化の時刻依存性）は個人差があ
る。そこで、図３に示したように、テストタスクの開始
をプレーヤーへ告げる。本実施例では、表示画面内（３
−１）にキャラクター（３−２）とメッセージ（３−
３）を表示する。メッセージは、本図に示したように画
面上で呈示する方法もあるが、さらに、図１に示したス
ピーカー（１−８）を用いて、同様に「脳を働かせてみ
てください」と音声を用いてプレーヤーへ呈示しても何
等問題はない。

【００２９】次に、図４を用いて、脳活動の計測結果例
を示す。この計測結果は、図１中の制御装置（１−６）
で電気的信号に変換された生体組織通過光の検出結果で
ある。この計測結果では、プレーヤーが計測を開始した
１０秒後に脳の活動を開始させた。そして、血液量の増
加に対して、計測に使用した光が血液により吸収される
ため、生体組織を通過した光の強度が減少する。また、
計測を開始した３０秒後に脳の活動を終了させると、血
液量が脳活動の前の状態に戻ったため、透過光強度は脳
活動前の状態へ増加した。この図４に示した「MAX」及
び「min」は、それぞれ「最大値」及び「最小値」を示
す。

【００３０】次に、図５を用いて、これら最大値と最小
値の決定方法を述べる。まず、計測を開始する（５−
１）。次に、制御装置（１−６）で、透過光強度（Ｖ
（ｔ））を取得する（５−２）。この検出した透過光強
度が最大値であるか、また最小値であるかを順に判定す
る（５−３、５−４）。この結果、プレーヤー固有であ
る生体組織の透過光の強度や脳活動に伴う光強度変化を
定量的に得ることが可能になる。そして、計測時間が完
了したかを判定する（５−５）。例えば、図４に示した
実施例では、計測時間は５０秒である。そして、インジ
ケータへの表示方法を決定する。

【００３１】まず、表示範囲を、 width ＝ (MAX-min)/number ………式（１） と決定する。

【００３２】そして、図２に示したインジケータ（合計
５個、下のインジケータから、番号を１、２、３、４、
５と付与する）の表示範囲を、以下のように決定する。 インジケータ１： V(t)＜min＋width ………式（２） インジケータ２： min＋width＜V(t)＜min＋２×width ………式（３） インジケータ３： min＋２×width＜V(t)＜min＋３×width ………式（４） インジケータ４： min＋３×width＜V(t)＜min＋４×width ………式（５） インジケータ５： min＋４×width＜V(t) ………式（６） そして、図６に示したように、血液量変化（６−１）に
応じて、図２中の２−２に示したインジケータの点滅
（６−２）を制御することが可能になる。また、同様な
方法で、図２中に示した各プレーヤーの顔画像を変化さ
せる（この実施例では、顔色を変化させる）事も可能で
ある（６−３）。

【００３３】以上の方法を用いることで、ヒト固有の生
体組織透過光強度や脳活動に伴う透過光強度の変化を把
握することが可能になり、更に、二人の透過光強度やそ
の変化が全く異なる場合であっても、図２に示した画面
内のインジケータに血液量の変化を表示し、プレーヤー
も実際に変化量を把握しながらゲームで遊ぶことが可能
になる。

【００３４】次に、図７、８、９、１０、１１を用い
て、小さな血液量変化であっても、その脳活動をプレー
ヤーへ呈示することが可能な遊戯装置の方法を提供す
る。７−１は表示画面であり、７−２、７−３、７−
４、７−５、７−６、７−７、７−８、７−９はそれぞ
れ「ハート」マークのパーツである。これらのパーツ
は、脳の活動に応じて、蛍光灯のランプが点滅するよう
に、パーツの色彩が変化する。

【００３５】図８は、２人のプレーヤー（トムとメアリ
ー）の生体組織透過光強度の時間変化を示すグラフであ
る。これら２枚のグラフが示すように、検出光の強度変
化は最大でも１０パーセントであり、小さい。そこで、
この図８に示した血液量変化を積分する。

【００３６】この積分結果の例を、図９に示す。図９中
の９−１および９−２は、それぞれ、図２中のトムとメ
アリーの血液量変化を時間積分した特性を示している。
この図９に示した特性に対応して、図７の７−１に示し
たハートマークの状態を変化させた結果を図１０に示
す。

【００３７】図９と図１０の関係を説明する。トムの血
液量変化の積分値が、まず、０以上１０以下の場合は、
図１０中の１０−１のように、ハートマークの最も内側
（図７の７−５や７−９に相当する）が点灯する。図１
０には、時刻がｔ＝０からｔ＝５０まで１０秒間隔での
ハートランプの点滅状況の実施例を示している。積分値
が大きくなると、広い領域のランプが点滅する（ランプ
の点滅する個数が増加する）。

【００３８】次に、計測が終了した後の結果を判定する
方法の実施例を、図１１により説明する。図１１におけ
る表中のトムの「１」（１１−１）は、計測終了時にラ
ンプ７−５のみ（１つ）が点灯した場合を示す。同様
に、「２」（１１−２）は、ランプ７−５と７−４、
「３」（１１−３）は７−５、７−４、７−３、「４」
（１１−４）は７−５、７−４、７−３、７−２が点灯
した場合を示す。同様に、メアリーの「１」「２」
「３」「４」も同様である。そして、１１−５に示した
通り、２人の結果の一致度などに応じて、相性の度合に
ついて判定結果を告知する。この告知方法は、図１中の
１−８に示したスピーカーを用いた音声による方法であ
っても、１−９に示した画面を用いた視覚的な方法であ
っても、何等問題はない。

【００３９】さらに、俊敏性を確認する方法としては、
光の点灯またはスピーカーからの音に対しプレーヤーの
反応を測定する。この特性を、後述するチェックポイン
トに反映する。

【００４０】次に、プレーヤーの疲労を低減したゲーム
のコンテンツを以下に２つ示し、それぞれ図１２から図
１４、及び図１５から図１９を用いて説明する。

【００４１】まず、第一のコンテンツを説明する。図１
２は、図２の２−５に示した表示画面である。この画面
上には「トム」と「メアリー」の脳活動状態を反映する
オブジェクト「犬」（それぞれ、１２−１と１２−２）
及び、これらのオブジェクトの敵である「烏」（１２−
３）や「山」（１２−４）が表示されている。また、画
面の臨場感を高めるために、例えば１２−５のような
「雲」を表示させていても構わない。

【００４２】具体的には、図１３に示すように、「犬」
（１３−１）は、高さのみを変化させ、一方、「烏」
（１３−２）は高さと横方向の位置を変化させながら、
「犬」の方向へ接近する。また、「雲」は（１３−３）
は、高さを一定にして「犬」の方向へ接近する。

【００４３】次に、プレーヤーが疲労感を感じずに、画
面上のオブジェクトを脳活動を反映する血液量の変化に
応じて変化させる方法を、図１４により説明する。ま
ず、「犬」や「烏」、「雲」の高さや横方向の位置を初
期パラメータとして設定する（１４−１）。次に、ゲー
ムを開始する（１４−２）。まず、キャラクター「犬」
の位置と「烏」の距離を評価する。そして、この差があ
る一定値よりも遠い場合、即ち、チェックポイントより
も手前を「犬」が飛行しているのであれば、１４−３に
示した式を用いて、「犬」の高さを制御する。ここで
は、例えば、図４に示したような生体組織通過光の揺ら
ぎを表現するために、擬似的に三角関数を用いている。
もちろん、この三角関数に限定されるものではなく、例
えば、乱数や矩形関数を使用しても、何等問題ない。

【００４４】ここでのチェックポイントとは、通常予め
規定されたプログラムで動作しているオブジェクトが生
体光計測装置からの信号により動作開始する点を与える
ものである。このチェックポイントは、プレーヤーの個
性に関するものであるので、プレーヤーからは見えない
状態にしてあり、他人に悪用されないように工夫されて
いる。従って、このチェックポイントは、前述のテスト
タスクで得た信号によって設定されることも可能として
いる。

【００４５】一方、チェックポイント上に「犬」がいる
場合は、この時点での透過光強度と或る判定値を比較す
る。透過光強度が設定値よりも小さい場合は、脳が活動
し血液量が増加していることと対応する。この場合は、
脳が活動しているので、その敵「烏」との戦いに勝った
ということで、「犬」と「烏」の高さの差を大きくし、
敵から回避したという結果にする。一方、これとは逆
に、血液量の濃度変化が小さい場合は、敵である「烏」
の高度を「犬」へ近接させ、最終的に、「犬」のオブジ
ェクト（キャラクター）の形状（例えば、図１３中の風
船を破壊）を変化させる。

【００４６】図１５に示すような第二のコンテンツで
は、トム（１５―１）とメアリー（１５−２）がボート
（１５−３）に同乗し、渦巻（１５−４）を回避しなが
ら川下りをするシーンを示している。

【００４７】図１６に、このボート（１５−３）が辿る
航路を示す（１６−１、１６−２、１６−３）。この航
路は、事前に設定されており、あたかも波に乗って船が
進むかのように進む。また、１６−４はチェックポイン
トであり、この場所での血液量変化を用いて、航路１６
−２を航行するか、渦巻へ導かれる航路１６−３へ到達
するかを決定する。

【００４８】また、船の舳先の角度（θ）は、図１７に
示したように、左右に任意に設定することが可能であ
る。具体的には、図１８に示した通り、２人のプレーヤ
ーの透過光強度の差を用いて決定することが出来る。

【００４９】具体的なアルゴリズムのフローチャート
を、図１９により説明する。まず、ゲームを開始する。
そして、ボートの位置を決定する。この位置が、チェッ
クポイント（１６−４）まで到達するようにボートの位
置を進める。チェックポイントへ到達した場合、航路
（１６−２）側にいるプレーヤーと航路（１６−３）側
にいるプレーヤーの脳活動前に対する生体内透過光強度
変化を各々計測する。この強度変化の差を計算し、航路
１６−２側にいるプレーヤーの血液量変化が大きい場
合、航路１６−３側にいるプレーヤーの血液量変化が大
きい場合は、それぞれ、ボートを各航路側へ航行させ
る。そして、ゴールまで到達するようにボートの位置を
変化させる。

【００５０】以上述べた２つのコンテンツでは、各チェ
ックポイントを画面上に呈示する必要性はない。そのた
め、このようなチェックポイントを発見できたプレーヤ
ーは、楽にゲームを楽しむことが可能になる。

【００５１】上述した遊戯装置を用いてゲームを行うた
めには、被検査体の皮膚上に光を照射したり光を検出し
たりする光ファイバを保持する生体装着用の固定具（プ
ローブ）が必要になる。

【００５２】そこで、図２０を用いて、本発明に基づく
固定具の構造を説明する。図２０中の上図、左図は、平
面図をそれぞれ側面からみたものであり、右図は、A-A
断面を示す。２０−１は本体であり、可とう性を有する
樹脂部材から構成されている。この本体に、少なくとも
一対の照射用光ファイバ（２０−２）と検出用光ファイ
バ（２０−３）を保持する光ファイバ保持器（２０−
４）、及びストッパー（２０−５）が設置される。光フ
ァイバ保持器（２０−４）は、本体に設けられたガイド
（２０−１０）に沿って一定方向に移動可能に構成され
ている。ストッパー（２０−５）は、本体に固定されて
いるため本体の補強が可能であり、ストッパーとジョイ
ント（２０−６）の間の任意の位置に光ファイバ保持器
（２０−４）の位置を固定することが可能であり、ま
た、この間で光ファイバ保持器をガイド（２０−１０）
上に着脱自在に設置されるように構成されている。本例
では、一個の光ファイバ保持器を示したが、本体に複数
個の光ファイバ保持器を装填することが可能である。

【００５３】また、脳活動に伴う血液量の変化を検出す
るためには、照射用光ファイバと検出用光ファイバを３
０ｍｍ離れて被検査体の頭皮上に配置する必要があるた
め、本体の中心位置から３０ｍｍ以上離れた位置にスト
ッパーを設置し、このプローブの上下を逆に装着するこ
とで、たとえば、任意の前頭葉の頭皮上に配置すること
が可能になる。

【００５４】また、光ファイバがプレーヤーの視界に入
ると鬱陶しいため、本プローブでは、ジョイント（２０
−６）に固定した光ファイバ押え（２０−７）を具備
し、照射用光ファイバ、検出用光ファイバとも押える。
また、本体はベルトを介して、面ファスナー（２０−
８、２０−９）に接続している。これら画面上に示した
２本の面ファスナーを接着することで、頭部に本プロー
ブを固定することが可能になる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明は、手足を使わず
に、疲労感を感じずに楽しく使用できる生体光計測法を
用いた遊戯装置を提供するものであり、また、これによ
り、自らの脳の活動状態を把握することが可能になる。
例えば、リハビリテーションなどを楽しく実施すること
も可能であり、福祉面での応用も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】生体光計測法に基づく遊戯装置の基本的な装置
構成を示す図。

【図２】図１に示した遊戯装置の画面構成を示す図。

【図３】テストタスクを実施する旨をプレーヤーへ呈示
する一例を示す図。

【図４】脳活動の計測結果例を示す図。

【図５】脳活動に伴う血液量変化特性の最大値・最小値
決定方法を説明するフロー図。

【図６】図２に示した画面構成中のインジケータおよび
プレーヤーの顔画像を生体組織透過光強度の変化に応じ
て変化させる実施例を説明する図。

【図７】脳活動変化の呈示方法の一例を示す図。

【図８】２人のプレーヤーの生体組織透過光強度の時間
変化の計測結果例を示す図。

【図９】血液量変化を時間積分特性を示す図。

【図１０】ハートマークの点灯結果例を示す図。

【図１１】相性の診断結果例を説明する図。

【図１２】プレーヤーの疲労を低減したゲームのコンテ
ンツ［１］の例を示す図。

【図１３】各キャラクターに関する横スクロール法の例
を示す図。

【図１４】ゲームコンテンツ［１］のフローチャートを
示す図。

【図１５】プレーヤーの疲労を低減したゲームのコンテ
ンツ［２］の例を示す図。

【図１６】ゲームコンテンツ［２］において、あらかじ
め設定したボートの航路と血液量変化を判定するチェッ
クポイントを示す図。

【図１７】２人の血液量変化に応じたボートの舳先の角
度設定法［１］を示す図。

【図１８】２人の血液量変化に応じたボートの舳先の角
度設定法［２］を示す図。

【図１９】ゲームコンテンツ［２］のフローチャートを
示す図。

【図２０】本発明に基づく固定具の構造の一例を説明す
る図。

【符号の説明】

１−１:半導体レーザ、発光ダイオード、ランプに代表
される光源、１−２：光ファイバに代表される光導波
路、１−３：ゲームのプレーヤー、１−４：光導波路、
１−５：フォトダイオード、光電子増倍管に代表される
光検出器、１−６：制御装置、１−７：電子計算機、１
−８：スピーカー、１−９：画面、２−１：プレーヤー
の氏名を表示する場所、２−２：各プレーヤーの生体内
を伝播した光透過光強度の変化を図示する表示装置、２
−３：各プレーヤーの透過光強度変化を表示する顔画
像、２−４：ゲームの進行を表示する表示装置、２−
５：表示画面、３−１：表示画面、３−２：キャラクタ
ー、３−３：メッセージ、５−１：計測の開始、５−
２：透過光強度（Ｖ（ｔ））の取得、５−３：透過光強
度の判定（最大値？）、５−４：透過光強度の判定（最
小値？）、５−５：計測時間の完了の判定、６−１：血
液量変化、６−２：インジケータの点滅、６−３：各プ
レーヤーの顔画像の変化方法、７−１：表示画面、７−
２：「ハート」マークのパーツ（１）、７−３：「ハー
ト」マークのパーツ（２）、７−４：「ハート」マーク
のパーツ（３）、７−５：「ハート」マークのパーツ
（４）、７−６：「ハート」マークのパーツ（５）、７
−７：「ハート」マークのパーツ（６）、７−８：「ハ
ート」マークのパーツ（７）、７−９：「ハート」マー
クのパーツ（８）、９−１：図２中のトムの血液量変化
を時間積分した特性、９−２：図２中のメアリーの血液
量変化を時間積分した特性、１０−１：ハートマークの
最も内側（図７の７−５や７−９に相当する）が点灯し
た状態、１１−１：計測終了時にランプ７−５のみ（１
つ）が点灯した場合、１１−２：計測終了時にランプ７
−５と７−４が点灯した場合、１１−３：計測終了時に
ランプ７−５、７−４、７−３が点灯した場合、１１−
４：計測終了時にランプ７−５、７−４、７−３、７−
２が点灯した場合、１１−５：２人の結果の一致度など
に応じた相性の判定結果を告知方法の実施例、１２−
１：「トム」の脳活動状態を反映するオブジェクト
「犬」、１２−２：「メアリー」の脳活動状態を反映す
るオブジェクト「犬」、１２−３：オブジェクトの敵で
ある「烏」、１２−４：オブジェクトの敵である
「山」、１２−５：雲、１３−１：犬、１３−２：烏、
１３−３：雲、１４−１：「犬」や「烏」、「雲」の高
さや横方向の位置を初期パラメータとして設定、１４−
２：ゲームの開始、１４−３：犬の高さの計算式、１５
−１：トム、１５−２：メアリー、１５−３：ボート、
１５−４：渦巻、１６−１：ボート（１５−３）が辿る
航路（１）、１６−２：ボート（１５−３）が辿る航路
（２）、１６−３：ボート（１５−３）が辿る航路
（３）、１６−４：チェックポイント、２０−１：本
体、２０−２：照射用光ファイバ、２０−３：検出用光
ファイバ、２０−４：光ファイバ保持器、２０−５：ス
トッパー、２０−６：ジョイント、２０−７：光ファイ
バ押え、２０−８：面ファスナー、２０−９：面ファス
ナー、２０−１０：ガイド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 裕也 東京都千代田区三崎町二丁目９番18号 株 式会社日立システムテクノロジー内 (72)発明者 牧 敦 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 (72)発明者 小泉 英明 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 (72)発明者 大沼 満 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所デザイン研究所内 Ｆターム(参考） 2C001 BA03 BB05 CA09 CC02 2G059 AA01 AA05 BB12 CC18 EE01 FF04 GG01 GG02 HH01 HH06 JJ17 KK01 KK02 MM01 PP04 4C038 KK01 KL05 KL07 KM00 KX01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体上へ光を照射する光照射器と、該光照
   射器から照射され生体内を伝播した通過光を検出する光
   検出器と、該光検出器で検出した光の強度信号を処理す
   る信号処理部と、該信号処理部にて処理した結果を表示
   する表示部とを具備し、前記生体へのテストタスクの実
   施結果に応じて、前記表示部の画面上に表示する前記通
   過光の強度変化の表示範囲を設定するよう構成したこと
   を特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置。
2. 【請求項２】生体上へ光を照射する光照射器と、該光照
   射器から照射され生体内を伝播した光を検出する光検出
   器と、該光検出器で検出した光の強度信号を処理する信
   号処理部と、該信号処理部にて処理した結果を表示する
   表示部とを具備し、前記生体内を伝播した光の強度変化
   を時間積分し、その積分結果を前記表示部の画面上に表
   示したオブジェクトへ反映するよう構成したことを特徴
   とする生体光計測法を用いた遊戯装置。
3. 【請求項３】生体上へ光を照射する光照射器と、該光照
   射器から照射され生体内を伝播した光を検出する光検出
   器と、該光検出器で検出した光の強度信号を処理する信
   号処理部と、該信号処理部にて処理した結果を表示する
   表示部とを具備し、前記生体内を伝播した光の強度信号
   と前記信号処理部が発する信号とを用いて、任意の時間
   間隔で、前記表示部に表示したオブジェクトの状態が変
   化するよう構成したことを特徴とする生体光計測法を用
   いた遊戯装置。
4. 【請求項４】生体上へ光を照射する光照射器と、該光照
   射器から照射され生体内を伝播した通過光を検出する光
   検出器と、該光検出器で検出された光の強度信号を処理
   する信号処理部と、該信号処理部にて処理した結果を表
   示する表示部とを具備し、かつ、前記表示部の画面上に
   表示した少なくとも一つのオブジェクトの状態が、前記
   生体内を伝播した光の強度変化に応じて変化する期間
   と、前記オブジェクトの状態が、前記信号処理部で発せ
   られる任意の信号に応じて変化する期間とを設定してな
   ることを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置。
5. 【請求項５】検出された前記透過光の光強度の最大値と
   最小値とに基づき、前記表示部の画面上に表示する前記
   透過光の光強度の表示範囲を決定することを特徴とする
   請求項１記載の生体光計測法を用いた遊戯装置。
6. 【請求項６】第１の生体上へ光を照射する第１の光照射
   器と、第２の生体上へ光を照射する第２の光照射器と、
   前記第１の光照射器から照射され第１の生体内を伝播し
   た光を検出する第１の光検出器と、前記第２の光照射器
   から照射され第２の生体内を伝播した光を検出する第２
   の光検出器と、前記第１および第２の光検出器で検出し
   た光の強度信号を処理する信号処理部と、該信号処理部
   にて処理した結果を表示する表示部とを具備し、前記第
   １および第２の生体内を伝播した光の強度をそれぞれ時
   間積分し、その積分結果を前記表示部の画面上に表示し
   たオブジェクトへ反映して、前記第１および第２の生体
   の相性の度合を表示するよう構成したことを特徴とする
   生体光計測法を用いた遊戯装置。
7. 【請求項７】少なくとも一対の照射用光ファイバと検出
   用光ファイバとを備えた光ファイバ保持器と、該保持器
   を一定方向に移動可能ならしめるガイドを備えた、可と
   う性の樹脂部材とを有し、かつ、前記保持器が前記樹脂
   部材のガイド上に着脱自在に設置されるよう構成したこ
   とを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置用固定
   具。
8. 【請求項８】前記樹脂部材が、前記樹脂部材の変形を防
   ぐためのストッパー部材を有してなることを特徴とする
   請求項７記載の生体光計測法を用いた遊戯装置用固定
   具。
9. 【請求項９】生体に光を照射して生体内を伝播した通過
   光を検出する第１および第２のプローブを、それぞれ第
   １および第２のプレーヤーに装着するステップと、表示
   装置の画面上に表示された少なくとも一つのオブジェク
   トの予め規定された動きを指示する第１のプログラムを
   起動するステップと、前記第１および第２のプローブか
   らの信号に応じて前記画面上の少なくとも一つのオブジ
   ェクトの動きが変化する第２のプログラムを起動するス
   テップとを有し、前記第１および第２のプローブからの
   信号により前記画面上の前記オブジェクトの予め規定さ
   れた動きを変更可能に構成したことを特徴とする生体光
   計測法を用いた遊戯装置。
10. 【請求項１０】生体に光を照射して生体内を伝播した通
    過光を検出するプローブからの出力信号を動作信号とし
    て、表示画面上の複数のオブジェクトの予め規定された
    動きを任意に変更せしめ得る機能を有することを特徴と
    する生体光計測法を用いた遊戯装置用プログラム。