JP5720047B2 - 脳波測定用電極、脳波測定用電極付きキャップ及び脳波測定装置 - Google Patents
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測定対象に当接して前記測定対象から電気信号を受け取るチップ部と、
前記チップ部から前記電気信号を受け取り信号処理装置へ伝達する信号伝達部と、
前記チップ部と前記測定対象との接触面に対して垂直な回転軸を中心に回転可能に前記チップ部を摩擦力によって支持する支持部と、
を備え、
前記チップ部の前記測定対象と当接する面には導電性と、可撓性又は伸縮性と、を有する突起が形成され、
前記突起は導電性を有する金属材料で形成されており、
前記突起は弾性部材によって前記測定対象との接触面に対して垂直方向に付勢されることにより伸縮性を有し、
前記チップ部は、前記支持部が前記回転軸を中心に回転した場合、該チップ部に加わる力が前記支持部との間の静止摩擦力を超えると回転せずに、前記支持部のみが独立して回転するように支持される。
ことが特に好ましい。
本発明の第1の観点に係る脳波測定用電極と、
人間の頭部に装着可能な形状を有し前記脳波測定用電極が挿入されるホルダ部を有するキャップ部と、
を備え、
前記ホルダ部は前記脳波測定用電極を固定して前記チップ部を前記頭部との接触面に対して垂直方向に所定の圧力で押しつける。
チップ部を支持する支持部をさらに備える本発明の第1の観点に係る脳波測定用電極と、
人間の頭部に装着可能な形状を有し前記脳波測定用電極が挿入されるホルダ部を有するキャップ部と、
を備え、
前記脳波測定用電極の前記支持部はその外周面に凹部又は凸部を有し、
前記ホルダ部は前記凹部又は前記凸部と噛み合うことによって前記脳波測定用電極を固定して前記チップ部を前記頭部との接触面に対して垂直方向に所定の圧力で押しつける。
本発明の第1の観点に係る脳波測定用電極を備えることを特徴とする。
本発明の第2又は第3の観点に係る脳波測定用電極付きキャップを備えることを特徴とする。
本発明の第1実施形態に係る脳波測定用電極100は、一般的には図1に示すように、キャップ部10に複数個が挿入されて用いられる。各脳波測定用電極100にはそれぞれリード線30が接続されている。脳波測定用電極100がBMIの入力デバイスとして用いられる場合、リード線30は操作対象であるコンピュータ等の電子機器(図示せず)に接続される。脳波測定用電極100が脳波測定に用いられる場合、リード線30は脳波測定用電極100を介して検出された電気信号を解析する信号解析装置(図示せず)に接続される。
次に、本発明の第2実施形態に係る脳波測定用電極120について図6及び図7を参照しながら説明する。脳波測定用電極120に用いられるチップ部60は、第1実施形態に係る脳波測定用電極100のチップ部60と同じである。脳波測定電極100との違いは、蓋部50の代わりに、図6に示すように外周面に凸部85を有する蓋部52が用いられる点である。
次に、本発明の第3実施形態に係る脳波測定用電極130について、図8及び図9を参照しながら説明する。脳波測定用電極130に用いられるチップ部60は、第2実施形態に係る脳波測定用電極120のチップ部60と同じである。脳波測定用電極120との違いは、図8に示すように、蓋部53が外筒53aと内筒53bとを有する二重構造になっており、その内部にばね90が配置されている点である。
ここまで、第1〜第3実施形態及びその変形例として蓋部の下面にチップ部60を挿入するための孔が形成されている例を示したが、蓋部の形状はこれに限定されない。次に、本発明の第4実施形態に係る脳波測定用電極140について、図10A〜図12Bを参照しながら説明する。脳波測定用電極140の蓋部54は、図10Aに示すように、チップ部60と接する面が平坦に形成されている。金属線40の先端は蓋部54の下面に露出している。蓋部54の下面と図10Bに示すチップ部60の上面とが接触することによって、金属線40とチップ部60との間の導通が確保される。なおこのような蓋部54が用いられる場合、図11に示すように、蓋部54の下面に導電性グリース70が塗布されることが好ましい。導電性グリース70は、例えば銀粒子等を含有するペースト状の導電性材料である。これにより、チップ部60と金属線40との接触抵抗を小さくすることができる。
第1〜第4実施形態及びその変形例ではチップ部60が蓋部との摩擦力によって回動可能に支持されている例を示したが、チップ部60を回動可能に支持する方法はこれに限定されない。例えば、図14に示す脳波測定用電極150のように、蓋下部55bとチップ部60とが固定されており、蓋上部55aと蓋下部55bとが例えばベアリング部56を介して結合されていることにより、チップ部60を蓋上部55aと独立して回転可能に支持していてもよい。本実施形態においても、蓋部55がホルダ部20にねじ込まれる際、蓋上部55aと蓋下部55bとは独立して回転可能であるためチップ部60が頭髪を巻き込むことがなく、被験者に痛みや不快感を与えるおそれが小さい。
次に、本発明に係る脳波測定用電極のうち、測定対象と接触する部分が金属材料で形成されている脳波測定用電極の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。脳波測定用電極160は、図16Aに示すように、チップ部62と、支持部57と、金属線40と、を備える。チップ部62と支持部57とは固定されている。チップ部62の下端には突起部67が形成されている。図16Bに示すように、脳波測定用電極160は7つの突起部67を有する。
次に、第7実施形態に係る脳波測定用電極170について図19を参照しながら説明する。脳波測定用電極170は、図14に示した第5実施形態に係る脳波測定用電極150と同様の構成を有する。具体的には、図19に示すように、チップ部62が蓋下部55bに固定されており、蓋上部55aと蓋下部55bとは例えばベアリング部56を介して結合されている。この結果、チップ部62は蓋上部55aと独立して回転可能に支持されている。
上記の方法により作製されたキャップ、蓋部及び電極チップを用いて脳波測定を以下の手順により実施した。まず被験者にキャップを被せた。次にキャップに取り付けられている各電極ホルダの貫通孔に、実施例1において作製した脳波測定用電極をそれぞれ突起が頭部を向くように挿入した。なお、電極チップは使用する直前に消毒用エタノールにより消毒して用いた。蓋部を回転させながら電極ホルダにねじ込み、所定の位置で固定した。電極ホルダに電極をねじ込む際、最初は蓋部の回転に伴い電極チップも回転したが、電極チップの先端の突起が頭髪又は頭皮と接触すると、以降は電極チップは回転せず、蓋部のみが独立して回転することによって電極チップを頭皮に対して垂直方向に押圧した。このため、電極チップやその突起部が被験者の頭髪を巻き込むことはなかった。この際、被験者に装着感を確認したが、痛みや不快感を訴える被験者はいなかった。本発明に係る脳波測定用電極が、頭髪を巻き込んだり、頭皮に対して過度の圧力を加えたりして被験者に痛みや不快感を与えるおそれは小さいことが確認された。
20,21 ホルダ部
30 リード線
40 金属線(銀線)
50,51,52,53,54,55,57 蓋部(支持部)
53a 外筒
53b 内筒
55a 蓋上部
55b 蓋下部
56 ベアリング部
60 チップ部(導電性ゲル)
62 チップ部(金属材料)
65 突起部(導電性ゲル)
67 突起部(金属材料)
70 導電性グリース
80 凹部
84,85,86 凸部
90,92 ばね(弾性部材)
100,110,120,130,140,150,160,170,180 脳波測定用電極
200 脳波測定用電極付きキャップ
300 鋳型
310 上鋳型
320 下鋳型
400 頭部
500 汗
Claims (11)
- 測定対象に当接して前記測定対象から電気信号を受け取るチップ部と、
前記チップ部から前記電気信号を受け取り信号処理装置へ伝達する信号伝達部と、
前記チップ部と前記測定対象との接触面に対して垂直な回転軸を中心に回転可能に前記チップ部を摩擦力によって支持する支持部と、
を備え、
前記チップ部の前記測定対象と当接する面には導電性と、可撓性又は伸縮性と、を有する突起が形成され、
前記突起は導電性を有する金属材料で形成されており、
前記突起は弾性部材によって前記測定対象との接触面に対して垂直方向に付勢されることにより伸縮性を有し、
前記チップ部は、前記支持部が前記回転軸を中心に回転した場合、該チップ部に加わる力が前記支持部との間の静止摩擦力を超えると回転せずに、前記支持部のみが独立して回転するように支持される、
脳波測定用電極。 - 前記突起の前記測定対象と接触する面には凹凸が形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の脳波測定用電極。 - 前記突起は複数形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の脳波測定用電極。 - 前記弾性部材は複数備えられており、複数の前記突起をそれぞれ独立して付勢する、
ことを特徴とする請求項3に記載の脳波測定用電極。 - 前記突起は前記接触面と平行方向の径が1〜3mmであり、前記接触面と垂直方向の長さが1〜10mmである、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の脳波測定用電極。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の脳波測定用電極と、
人間の頭部に装着可能な形状を有し前記脳波測定用電極が挿入されるホルダ部を有するキャップ部と、
を備え、
前記ホルダ部は前記脳波測定用電極を固定して前記チップ部を前記頭部との接触面に対して垂直方向に所定の圧力で押しつける、
ことを特徴とする脳波測定用電極付きキャップ。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の脳波測定用電極と、
人間の頭部に装着可能な形状を有し前記脳波測定用電極が挿入されるホルダ部を有するキャップ部と、
を備え、
前記脳波測定用電極の前記支持部はその外周面に凹部又は凸部を有し、
前記ホルダ部は前記凹部又は前記凸部と噛み合うことによって前記脳波測定用電極を固定して前記チップ部を前記頭部との接触面に対して垂直方向に所定の圧力で押しつける、
ことを特徴とする脳波測定用電極付きキャップ。 - 前記凹部又は凸部はねじ部である、
ことを特徴とする請求項7に記載の脳波測定用電極付きキャップ。 - 前記支持部は、前記チップ部を前記頭部との接触面に対して垂直方向に所定の圧力で押しつける弾性部材をその内部に有する、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の脳波測定用電極付きキャップ。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の脳波測定用電極を備える、
ことを特徴とする脳波測定装置。 - 請求項6乃至9のいずれか1項に記載の脳波測定用電極付きキャップを備える、
ことを特徴とする脳波測定装置。
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