JP4134022B2 - 電気刺激装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体に接触する電極を介して、該人体にパルス信号を出力して、刺激を与える電気刺激装置に関する。

掌の略中央部に接触する電極と掌の他の部位に接触する電極とを有し、掌の中央部に集中的に電気刺激を与える電気刺激装置が開示されている。この電気刺激装置によれば、掌の略中央にある労宮（ツボの名称）に対して、リニアに増加又は減少するパルス刺激を与えることができるため、自律神経症状や不安に対して鎮静効果を期待できる。
特開２００３−７３１号公報（段落番号００５６）

ところで、色と健康とは密接な関係を有しており、所定波長の色光が人体の眼球に入射すると、脳内の松果体、下垂体などを刺激し、人体に有用なホルモンが分泌されることが知られている。

しかしながら、従来例は、人体に接触した電極を介して、該人体に電気刺激を与えるのみであり、上記のように眼球に所定波長の色光を入射させる構成となっていない。

また、上述の従来例では、電気刺激装置から出力されるパルス信号が、所定周期でリニアに増加又は減少するように設定されているため、同じ刺激パターンの繰り返しにより、身体に慣れが生じていた。このため、刺激感の減少、刺激に対する飽きなどが生じるおそれがあった。

そこで、本願発明の電気刺激装置は、一つの観点として、把持可能な筐体と、筐体の外
装を構成し、筐体を把持した際に、それぞれ掌の略中央及び掌の他の部位に接触する第１
及び第２の電極と、第１及び第２の電極にパルス信号を出力する信号出力手段と、該電気
刺激装置の使用者の眼部に緑色光を照射する発光素子と、発光素子の発光を制御する制御
手段とを有し、制御手段は、パルス信号の出力に応じて、発光素子を制御する。

本願発明によれば、パルス信号の出力に応じて発光素子の発光を制御しているため、電気刺激及び光刺激による相乗効果を期待できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

まず、図１乃至図６を参照して、本発明の実施例である電気刺激装置の全体構成を説明する。ここで、図１は、本実施例の電気刺激装置の外観斜視図であり、図２は、本実施例の電気刺激装置の上面図であり、図３は、本実施例の電気刺激装置の側面図であり、図４は、本実施例の電気刺激装置の背面図であり、図５は、電気刺激装置を把持する際の向きや各電極の位置などを説明するであり、図６は電気刺激装置を把持した状態を示す図である。

本実施例の電気刺激装置１は、図１乃至図４の各外観図に示すように、全体略卵状の外形を有する筐体２を有し、筐体２の上部外面に、ステンレスによって構成された第１及び第２の電極４１，４２が設けられており、筐体２の下側は合成樹脂等の絶縁部材で形成された絶縁部３により構成されている。図２に示すように、第２の電極４２は、筐体２の上面に略楕円状に形成されており、この電極４２の略中央に楕円状の第１の電極４１が設けられている。この第１及び第２の電極４１、４２の間には、絶縁体４３が配置されており、これらの電極４１、４２が接触しないようになっている。

また、筐体２の内部には、後述するパルス生成回路が組み込まれており、該パルス生成回路の出力端子は、第１及び第２の電極４１、４２に接続されている。

この電気刺激装置１は、図６に示すように、筐体２について、手で握ることが可能で、かつ手で握った際に掌内に収まるほどの大きさに設定されている。具体的には、本実施例では、筐体２の長手方向の幅、これと直交する奥行き方向の幅、及び高さを、それぞれ、７０ｍｍ、３４ｍｍ、及び３２ｍｍに設定している。

また、第２の電極４２の長手方向の幅、これと直交する奥行き方向の幅が、それぞれ５８ｍｍ、２９ｍｍに設定されており、第１の電極４１の長手方向の幅及び奥行き方向の幅は、それぞれ２０ｍｍ及び１６ｍｍに設定されている。

さらに、第１の電極４１は、該第１の電極４１の中央に向かって、漸次盛り上がるような形状をしており、第２の電極４２よりも上方に突出している。この構成によれば、電気刺激装置１を把持した際に、第１及び第２の電極４１、４２がそれぞれ、掌の略中央の部位及び掌の他の部位に接触し、使用者は、違和感なく電気刺激装置を使用することができる。

そして、電気刺激装置１では、筐体２の外周面が曲面になっており、特に第１及び第２の電極４１、４２と、絶縁部３との接続部分の段差が小さく設定されているため、手で握った際の違和感等が生じないようになっている。

また、第１及び第２の電極４１，４２は、表面が滑らかで粘着面を有していないため、電気刺激装置１をポケットやカバン等に入れて持ち歩いても劣化することがない。

また、図２における絶縁部３の長手方向一端部には、開口部３ａが形成されており、この開口部３ａには、ダイヤル式の電源／出力調整用操作部７が設けられている。この電源／出力調整用操作部７は、図３の上下方向に延びる不図示の回転軸に支持されており、この回転軸周りに電源／出力調整用操作部７を回転させることにより、電気刺激装置１のオン／オフを切り替えるとともに、パルス信号の出力レベルの調整をすることができる。

図２のおける絶縁部３の長手方向他端部には、スライドレバー式の動作モード選択スイッチ１４が設けられており、この動作モード選択スイッチ１４を操作することにより、電気刺激装置１の動作モードを、図１に示すポジションＣ及Ｄに対応した、リラックスモードおよびアクティブモードに切り替えることができる。

このように、本実施例では、電源／出力調整用操作部７及び動作モード選択スイッチ１４を、筐体２の長手方向の端部に設けているため、後述する使用時に邪魔にならず、かつ把持側の手の親指や反対側の手で操作できるようになっている。

図３の矢印Ｅ方向において、電源／出力調整用操作部７に対応する位置には、緑色光を発光するＬＥＤ８が設けられている。このＬＥＤ８は、パルス生成回路において生成されるパルス信号の出力に同期して（応じて）、緑色光を発光するようになっているが、詳細については後述する。

さらに、電気刺激装置１を側面側から表した図３に示すように、絶縁部３の下面側には、後述する電池１２の交換時に操作される電池蓋５が設けられる。この電池蓋５は、電極部４の反対側となる絶縁部３の底面に取り付けられ、筐体２の長手方向（図３の矢印Ｆ方向）に移動させることで、筐体２に対して取り外し可能となっている。

次に、図７を参照して、電気刺激装置１の内部構成について説明する。ここで、図７は、電気刺激装置の内部構成を図示した、ブロック図である。
電気刺激装置１は、電気刺激装置１全体の制御を司る制御回路１３と、電源としての電池１２と、電池１２の電圧を所定値に昇圧して出力する昇圧回路１７と、昇圧回路１７の出力電圧及び制御回路１３の制御信号に基づいて低周波のパルス信号を出力する信号出力手段としての低周波出力用ドライバ１８と、所定周波数のクロック信号を制御回路１３に供給する発振子１５と、図１で説明した電源／出力調整用操作部７に対して機械的に接続されたオンオフスイッチ７ａ及びボリューム７ｂと、動作モード選択スイッチ１４と、リセット信号を制御回路１３に供給するリセット回路１６と、緑色光を発光するＬＥＤ８とを備えている。

電池１２は、コイン形のＣＲ２０３２（二酸化マンガンリチウム電池、公称電圧３Ｖ）であり、筐体２の小型化に寄与している。

昇圧回路１７は、電池１２から供給されるＤＣ３Ｖの電源を例えばＤＣ５５Ｖに昇圧して低周波出力用ドライバ１８に供給する。

制御回路１３は、電池１２によるＤＣ３Ｖの電源及び発振子１５で励起される例えば４ＭＨｚのクロック信号に基づいて駆動され、低周波出力用ドライバ１８に対して制御信号を出力する。

低周波出力用ドライバ１８は、昇圧回路１７から供給されるＤＣ５５Ｖの電圧及び制御回路１３からの制御信号に基づいて、低周波のパルス信号を出力する。制御回路１３は、パルス信号の出力に同期して緑色光が発せられるように、ＬＥＤ８を制御する。

オンオフスイッチ７ａは、主電源のオンオフ、すなわち各回路に対する電池１２の電源供給のオンオフを切り替える電源スイッチとしての機能を有し、図１の電源／出力調整用操作部７を回動することにより、オンオフの状態が切り替わるようになっている。

ボリューム７ｂは、低周波出力用ドライバ１８から各電極４１，４２に供給されるパルス信号の電圧レベルを調整する機能を有している。具体的には、ボリューム７ｂは、不図示の可変抵抗器等からなり、低周波出力用ドライバ１８の後段に設けられ、図７に示すように、その出力端子が第１及び第２の電極４１，４２に接続される。

本実施例では、上述の電源／出力調整用操作部７をオフからオンの位置に回動させることで、オンオフスイッチ７ａがオンになり主電源が投入されるとともに、各電極４１，４２に供給される電圧が最も低くなる位置にボリューム７ｂの不図示の接点が移動し、さらに電源／出力調整用操作部７を回動させるに従って各電極４１，４２に供給される電圧が高くなるようにボリューム７ｂの接点が移動するようになっている。

リセット回路１６は、電源／出力調整用操作部７の回動によりオンオフスイッチ７ａがオンになった際に、制御回路１３にリセット信号を出力する。本実施例では、リセット回路１６からのリセット信号を制御回路１３が検知すると、制御回路１３内の不図示のメモリ等に記憶されたデータが消去される等により、初期化が行われる。これにより、オンオフスイッチ７ａがオンになり主電源が再度投入される際には、低周波出力用ドライバ１８に供給される制御信号が初期状態に戻るようになっている。

また、制御回路１３には、オンオフスイッチ７ａがオンに設定されてからの時間を計時する内部タイマ１３ａが組み込まれており、この内部タイマ１３ａによる計時時間が１５分に達すると、制御回路１３は、低周波出力用ドライバ１８に供給される電池１２の電圧を通常時（パルス信号出力時）よりも低くなるように電圧制御を行うが、詳細については後述する。

このような構成とされたパルス生成回路では、ユーザによる電源／出力調整用操作部７の回動操作に基づいてオンオフスイッチ７ａがオンになると、電池１２によるＤＣ３Ｖの電源が昇圧回路１７及び制御回路１３にそれぞれ供給され、昇圧回路１７によってＤＣ５５Ｖに上昇されるとともに、動作モード選択スイッチ１４の設定位置に対応した出力動作モードで制御回路１３から低周波出力用ドライバ１８に制御信号が供給され、この制御信号に基づいて低周波出力用ドライバ１８から出力されたパルス信号がボリューム７ｂを介して第１及び第２の電極４１，４２に供給される。

本実施例では、第１の電極４１がプラスで第２の電極４２がマイナスとなる極性のパルス信号が各電極４１，４２に供給されるようになっている。ここで、プラス電極によれば興奮を高めることができ、マイナス電極によれば興奮を抑制することができると考えられており、閾値（刺激感を感じるレベル値）はマイナス電極よりもプラス電極の方が低いと考えられている。

上述のように、本実施例の電気刺激装置１は、第１及び第２の電極４１、４２が同一材料により構成され、第２の電極４２が第１の電極４１よりも電極面積が広くなっており、さらに、ユーザによって筐体２が把持されると、第１の電極４１が掌の中央部に確実に接触し、かつ第２の電極４２のほぼ全ての領域が掌の他の部位に接触するようになっている。これにより、電源／出力調整用操作部７の回動操作に基づく電源投入後の通電状態では、第２の電極４２を介して生体に流れる電流密度が第１の電極４１を介して生体に流れる電流密度よりも低くなり、掌の中央部に集中的に電気刺激を与えることが可能となる。

上述の構成によれば、電源投入後の通電状態では、第２の電極４２に接触する皮膚部位への刺激感が無くなり、第１の電極４１に接触する皮膚部位への刺激感のみが発生することが確認された。

これにより、掌の略中央にある労宮（自律神経症状や不安に対して鎮静効果があると言われているツボ）を集中的に刺激することも可能となる。特に、該閾値の低いプラス電極を掌の略中央に接触させる構成としているため、該労宮を効果的に刺激することができる。

次に、図５及び図６を参照して、電気刺激装置１の使用方法等について説明する。
電気刺激装置１の使用の際には、ユーザは、動作モード選択スイッチ１４をポジションＣ，Ｄのいずれかに設定して、図５に示すように、電極部４を掌に対向する位置に配置し、かつ、筐体２の長手方向が中指の延びる方向と略直交する向きになるようにして、装置全体を掌の上に乗せる。

このとき、第１の電極４１の最も突出した中央部が掌の略中央に配置されるように位置決めして、各指で筐体２全体を握ることにより、図６に示すように、筐体２の長手方向両端部以外の部分が、概ね掌によって覆われた状態となる。

ここで、上述のように筐体２の長手方向一端部には、電源／出力調整用操作部７が設けられており、図３の矢印Ｅ方向における、電源／出力調整用操作部７に対応した領域には、ＬＥＤ８が設けられている（図４参照）。このように、筐体２のうち、掌によって覆われない部分にＬＥＤ８を配置することにより、使用者の眼に緑色光を照射することができる。これにより、自律神経症状や不安に対する鎮静効果を期待できる。しかも、この緑色光は、パルス信号に同期して出力されるため、電気刺激と光刺激の相乗効果により、電気刺激のみの場合よりも、高い鎮静効果を期待できる。

使用後は、把持側の掌を開いて筐体２を隔離させることで、第１及び第２の電極４１，４２が同時に掌の各皮膚部位から離れた状態となるので、皮膚部位に対する各電極４１，４２の着脱についての一切の手間が不要となる。

さらには、この電気刺激装置１では、装置全体を片手で握ることが可能となっているので、通電時にはもう一方の手が自由となり、電源／出力調整用操作部７の操作、或いは他の作業を行うことも可能である。

なお、図５及び図６に示す例では、電気刺激装置全体を左手で握る例について説明したが、右手で握って使用しても良いことは勿論である。

次に、電気刺激装置１で掌に電気的刺激を与える際の、各動作モードに応じたパルス信号の周波数（各出力動作モード）について、図８、図９を参照して説明する。

アクティブモードでは、図８に示すように、制御回路１３において、２０秒の周期で約１４〜７３ＨＺで漸増するリニア信号に１／ｆゆらぎ信号を重畳させたアクティブ信号が生成され、これを低周波出力用ドライバ１８に出力する。

他方、リラックスモードでは、図９に示すように、制御回路１３において、１８０秒の周期で約１４〜１ＨＺで漸減するリニア信号に１／ｆゆらぎ信号を重畳させた信号が生成され、これを低周波出力用ドライバ１８に出力する。

ここで、１／ｆゆらぎ信号は、規則的な信号と不規則な信号とが調和した信号であり、制御回路１３において、公知の計算式に基づき生成される。具体的には、図８、図９のハッチングした範囲で、低周波出力用ドライバ１８から出力される信号がゆらぐように設定している。このように、１／ｆゆらぎ信号を含む電気刺激を人体に与えることにより、リニア信号のみで電気刺激を与える場合よりも、高い鎮静効果を期待できる。

また、リニア信号と異なり、信号のパターンが一定でないため、常に新しい刺激を人体に与えることができる。

アクティブモード又はリラックスモードに設定されてから、１５分経過すると、刺激信号生成回路の電圧モードが変更され、電気刺激装置１は、いわゆる待機状態に設定される。

この待機状態に切り替える際の、手順について図１０を参照して説明する。ここで、図１０は電気刺激装置の電圧モードを動作状態から待機状態に切り替える際の電圧制御を示したフローチャートであり、この電圧制御は制御回路１３によって実行される。

まず、ステップＳ１０１において、電源／出力調整用操作部７が操作され、オンオフスイッチ７ａがオンされると、ステップＳ１０２において、制御回路１３に組み込まれた内部タイマ１３ａによるカウント動作が開始される。なお、内部タイマ１３ａは、制御回路１３の外側に設けてもよい。

そして、ステップＳ１０３において、内部タイマ１３ａによるカウントが１５分に達したかどうかを判定し、１５分に達した場合には、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４においてオンオフスイッチ７ａがオンされている場合には、ステップＳ１０５に進む。ここで、内部タイマ１３ａによるカウント結果が、１５分に達した場合であっても、オンオフスイッチ７ａは使用者が操作しない限りオンされた状態にあるため、電池１２の電力が昇圧回路１７を介して低周波出力用ドライバ１８に供給され、無駄に電力を消費するおそれがある。

そこで、本実施例では、電気刺激終了後（内部タイマ１３ａによるカウント結果が１５分に達してから）に低周波出力用ドライバに出力される電圧が、電気刺激の際の電圧よりも低くなるように、電圧を制御している。

これにより、電気刺激を行っていないときの、消費電力を少なくできるため、電気刺激装置の省エネ化をはかることができる。特に、本実施例の電気刺激装置を、就寝前に使用し、オンオフスイッチ７ａをオフにせずに睡眠に入ってしまった場合、所定時間経過後に、自動的に省エネモードに設定されるため、電気刺激装置の省エネ化を効果的に実現することができる。

本実施例によれば、例えばスポーツの試合、楽器や演劇等の発表、人前でのスピーチ等の各種イベントの参加時において、当該イベントの最中或いは直前まで、精神的緊張を和らげる等の目的で掌に対する電気刺激及び眼に対する光刺激を行う、といった使い方をすることも可能となり、これにより、所謂上がり症のユーザであっても、本来の実力が発揮できなかったり、沢山練習したにもかかわらず練習通りに出来なかったり、予め十分考えて記憶したスピーチの内容が上手く喋れない、等の事態を回避することが期待できる。

なお、第２の電極４２については、例えば第１の電極４１と反対側の面（筐体２の底面側）に配置する構成としても良い。

また、本実施例では、電気刺激を与える第１の電極よりも第２の電極の電極面積を大きく設定したが、例えば、第１の電極をカーボンで構成し、第２の電極をカーボンよりも電気抵抗の高いステンレスで構成することにより、第１の電極が第２の電極よりも電極面積が大きくなるようにしてもよい。これにより、掌の中央部を含む広い範囲に、電気刺激を与えることができる。

さらに、電圧モードを動作状態から待機状態に切り替える際に、内部タイマ１３ａによりカウントしたが、例えば、低周波出力用ドライバ１８から出力されるパルス信号のパルス数をカウントし、該カウント結果に基づき、電圧モードを変更するようにしてもよい。

本実施例の電気刺激装置の外観斜視図 本実施例の電気刺激装置の上面図 本実施例の電気刺激装置の側面図 本実施例の電気刺激装置の背面図 電気刺激装置を把持する際の向きや各電極の位置などを説明する図 電気刺激装置を把持した状態を示す図 本実施例の電気刺激装置のブロック図 アクティブモードに設定されたときのパルス信号の出力波形を示した図 リラックスモードに設定されたときのパルス信号の出力波形を示した図 動作状態から待機状態に切り替えるときの電圧制御を説明したフローチャート

符号の説明

１ 電気刺激装置
２ 筐体
３ 絶縁部
５ 電池蓋
７ 電源／出力調整用操作部
８ ＬＥＤ
１２ 電池
１３ 制御回路
１４ 動作モード選択スイッチ
１５ 発振子
１６ リセット回路
１７ 昇圧回路
４１ 第１の電極
４２ 第２の電極

Claims (10)

1. 把持可能な筐体と、
   該筐体の外装を構成し、該筐体を把持した際に、それぞれ掌の略中央及び掌の他の部位に接触する第１及び第２の電極と、
   前記第１及び第２の電極にパルス信号を出力する信号出力手段と、
   該電気刺激装置の使用者の眼部に緑色光を照射する発光素子と、
   前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記パルス信号の出力に応じて、前記発光素子を制御することを特徴とする電気刺激装置。
2. 前記第２の電極は、前記第１の電極よりも広い電極面積を有し、かつ、前記筐体の把持の際における掌への接触面積が広いことを特徴とする請求項１に記載の電気刺激装置。
3. 前記第１及び第２の電極はそれぞれ、陽極及び陰極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気刺激装置。
4. 前記発光素子は、前記筐体を把持した状態における、中指の長手方向に直交する方向の略端部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電気刺激装置。
5. 前記信号出力手段から出力されるパルス信号の出力強度を調節する調節ダイヤルを有し、
   前記発光素子は、該調節ダイヤルの回転方向に直交する方向において、前記調節ダイヤルに対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の電気刺激装置。
6. 前記第１及び第２の電極の間には、絶縁体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の電気刺激装置。
7. 前記第１の電極は、中央部が盛り上がる曲面形状とされていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の電気刺激装置。
8. 前記信号出力手段から出力される信号は、ゆらぎ信号であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の電気刺激装置。
9. 電源からの出力を供給するために操作されるスイッチと、
   該スイッチがオンされた時間を計時するタイマと、
   該スイッチがオンされた状態で、前記信号出力手段への電力供給を制御する電圧制御手段とを有し、
   前記電圧制御手段は、前記タイマによる計時時間が所定時間に達すると、前記信号出力手段を駆動する第１の電圧モードから該第１の電圧モードよりも低い第２の電圧モードに切り替えるように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の電気刺激装置。
10. 電源からの出力を供給するために操作されるスイッチと、
    前記信号出力手段から出力されるパルス数をカウントするカウント手段と、
    該スイッチがオンされた状態で、前記信号出力手段への電力供給を制御する電力制御手段とを有し、
    前記電力制御手段は、前記カウント手段によるパルス数が所定パルス数に達すると、前記信号出力手段を駆動する第１の電圧モードから該第１の電圧モードよりも低い第２の電圧モードに切り替えるように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の電気刺激装置。

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