JP6050470B1

JP6050470B1 - 低周波パルス発生装置

Info

Publication number: JP6050470B1
Application number: JP2015235717A
Authority: JP
Inventors: 野昌治平
Original assignee: 日商平野株式会社
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2035-12-02
Also published as: JP2017099678A

Abstract

【課題】低周波数の刺激が感じられ、高い周波数のパルスで刺激する場合と同様の刺激を得ることができる低周波パルス発生装置を提供する。【解決手段】周波数１００〜２００Ｈｚの１周期を６〜１２フェーズに分割し、第１フェーズに正のパルス、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズはパルスなし、第４フェーズに負のパルス、第５フェーズ以降はパルスなしで、これを繰り返す第１刺激波と、第１刺激波と同じ周波数で、１周期を６〜１２フェーズに分割し、同相で、第１フェーズにパルスなし、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズに正のパルス、第４フェーズに負のパルス、第５フェーズ以降はパルスなしで、これを繰り返す第２刺激波と、からなり、第１刺激波と第２刺激波が、共にオン状態と共にオフ状態からなる０．１〜０．５Ｈｚの低周波とされ、第１電極パッド対と第２電極パッド対に出力される。【選択図】図５

Description

本発明は、低周波パルス発生装置に係り、より詳しくは、目及び目の周辺組織及び顔の筋肉に０．１〜０．５Ｈｚのゆっくりした低周波の刺激を与えることができる低周波パルス発生装置に関する。

特許文献１には、電極（１３Ａ、１３Ｂ）と電極（１４Ａ、１４Ｂ）を備え、一方の電極（１３Ａ、１３Ｂ）に１５１Ｈｚの周波数を与え、他方の電極（１４Ａ、１４Ｂ）に１５１．５Ｈｚの周波数を与え、人体内で２つの波を干渉させ、干渉波０．５Ｈｚを生成することが開示されている。０．５Ｈｚの低周波は、脳をリラックスさせる効果があるとされる。

目の疲れをとる美容機器や医療機器では、２秒に１回（０．５Ｈｚ）よりさらにゆっくりした例えば１０秒に１回（０．１Ｈｚ）の刺激波が求められている。その場合、特許文献１の方法によれば、一方の電極に１５１Ｈｚの周波数の刺激を与え、他方の電極に１５１．１Ｈｚの周波数の刺激を与え、人体内で干渉させ、０．１Ｈｚ（１０秒周期）の干渉波を生成することになる。しかしながら、干渉波による方法では、０．１Ｈｚの周期を感じられない場合があるので、干渉波に期待せず機器内で作成することが望まれる。例えば、５秒間は刺激をオンとし、次の５秒間は刺激をオフにすれば、０．１Ｈｚの刺激を明確に感じる。また５秒間の間に出す刺激パルスは、例えば、１５１Ｈｚでは、１つのパルスの幅が約３ｍｓとなるが、３ｍｓより短いパルスで構成することが望まれる。これは所定の刺激エネルギーを一定時間内に与える場合、大きな刺激を１回で与えるより、小さな刺激にして複数回で与える方が心地よく感じるからである。

実用新案登録第３１２９１８７号公報

本発明の目的は、２組の電極パッドを使用し、０．１〜０．５Ｈｚの低周波数の刺激が感じられ、刺激そのものは、高い周波数のパルスで刺激する場合と同様の刺激を得ることができる低周波パルス発生装置を提供することにある。

本発明による低周波パルス発生装置は、低周波発生部、操作部、表示部、及び制御部を有する制御ボックスと、前記制御ボックスに接続されて外部に延びる第１電極パッド対及び第２電極パッド対と、を備え、前記制御部には、前記操作部のタイマーアップ及びタイマーダウンのスイッチで変更可能な運転タイマーが設けられ、前記低周波発生部は、前記第１電極パッド対に通電され、周波数１００〜２００Ｈｚの１周期を６〜１２フェーズに分割し、第１フェーズに正のパルス、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズはパルスなし、第４フェーズに負のパルス、第５フェーズ以降はパルスなしで、これを繰り返す第１刺激波と、前記第２電極パッド対に通電され、第１刺激波と同じ周波数で、１周期を６〜１２フェーズに分割して第１刺激波と同相とし、第１フェーズにパルスなし、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズに正のパルス、第４フェーズに負のパルス、第５フェーズ以降はパルスなしで、これを繰り返す第２刺激波と、を生成し、前記第１刺激波と前記第２刺激波が、共に継続されるオン状態と、共に休止されるオフ状態からなる０．１〜０．５Ｈｚの低周波として、前記運転タイマーで指定された時間、前記第１電極パッド対と前記第２電極パッド対に出力されることを特徴とする。

前記操作部には、強度アップ及び強度ダウンのスイッチが設けられ、前記第１刺激波と前記第２刺激波の電圧の大きさが変更されることを特徴とする。

前記制御部が、スタートボタンが押された時刻情報、実際に運転された時間の情報、機器の設定情報、及び機器が正常動作したか異常動作したかの動作情報を近距離の無線通信で近くのパソコンに送信することを特徴とする。

本発明による低周波パルス発生装置によれば、（１）複数の幅の短いパルスで刺激したので、実施例では複数の０．８３ｍｓのパルスを３発使用したので、従来のパルスより幅が約３．３ｍｓ（１５１Ｈｚ）のものより４倍も短く、長いパルス１回を使用して刺激する場合に比べてやわらかく感じられる。目及び目の周辺組織及び顔層筋をリラックスさせるのに都合がよい。（２）第１電極パッド対と第２電極パッド対に刺激波を分散して与えたので、１つの電極に刺激が集中することを防止できる。（３）第１電極パッド対と第２電極パッド対の正のパルスは、電流が顔の左から右へ次に右から左へと交互に流れるので、目及び目の周辺組織及び顔層筋を均一に刺激できる。（４）負のパルスは、第１電極パッド対と第２電極パッド対で同じ時刻に発せられるので、２つの波が大きな刺激となる。（５）第１刺激波と第２刺激波を全体に０．１〜０．５Ｈｚの低周波数に載せて出力したので、例えば、０．１Ｈｚとすれば、１０秒に１回の刺激であり、デューティを設定してオン状態を６．５秒、オフ状態を３．５秒などとすれば、刺激のオン状態とオフ状態を明確に感じることができる。

パルスは、電圧が操作部から設定され、刺激が強い場合は弱くし、刺激が弱い場合は強くできる。皮膚の刺激に敏感な人かどうかに合わせて設定できる。

近距離の無線通信を行なう制御部を設けたので、スタートボタンが押された時刻情報、実際に運転された時間の情報、機器の設定情報、及び機器が正常動作したか異常動作したかの動作情報を、近くのパソコン等に送ることができる。パソコンでいつどのような刺激を加えたかの情報が蓄積できる。

本発明による低周波パルス発生装置の構成図である。図１の制御ボックスの表面に設けられた操作部を示す図である。電極パッドの装着例を示す図である。図３（Ａ）は、２つの電極パッド（Ａ、Ｂ’）を顔の一方側（右）に、他の２つの電極パッド（Ｂ、Ａ’）を顔の他方側（左）に装着する場合を示す。図３（Ｂ）は、２つの電極パッド（Ａ、Ｂ）を顔の一方側（左）に、他の２つの電極パッド（Ｂ’、Ａ’）を顔の他方側（左）に装着する場合を示す。電極パッドを顔に装着した時、刺激電流の流れる方向を示す説明図である。図４（Ａ）の（ａ）〜（ｃ）は、（ａ）が第１電極パッド対Ａ、Ａ’に、ＡからＡ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｂ）は第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’に、ＢからＢ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｃ）は、Ａ’からＡの向きに電流が流れるようにパルスを印加し、Ｂ’からＢの向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合である。図４（Ｂ）の（ａ）〜（ｃ）は、（ａ）が第１電極パッド対Ａ、Ａ’に、ＡからＡ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｂ）は第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’に、ＢからＢ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｃ）は、Ａ’からＡの向きに電流が流れるようにパルスを印加し、Ｂ’からＢの向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合である。電極パッドの駆動回路で、（ａ）は第１電極パッド対Ａ、Ａ’側の回路、（ｂ）は第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’側の回路である。第１刺激波と第２刺激波の各波形である。第１刺激波と第２刺激波が低周波数（０．１Ｈｚ）で電極パッドに印加されることを示す説明図である。制御部のフローチャートである。目の構造を示す説明図である。（ａ）は遠くを見る場合、（ｂ）は近くを見る場合を示す。

以下、図面を参照して、本発明による低周波パルス発生装置を説明する。

図１は、本発明による低周波パルス発生装置１００の構成図である。低周波パルス発生装置１００は、ＡＣ１００Ｖの電源で動作し、制御ボックス３０は、操作部３１、制御部３２、表示部３３と低周波発生部３４が設けられる。外部に向かって第１電極パッド対２０と第２電極パッド対２１が延びる。第１電極パッド対２０は、電極パッドＡ、Ａ’からなる。第２電極パッド対２１は、第電極パッドＢ、Ｂ’からなる。制御ボックス３０は、これに限られるものではないが、縦が３５０ｍｍ、横が２５０ｍｍ、高さが８０ｍｍの箱型である。

図２は、図１の制御ボックス３０の表面に設けられた操作部３１を示す図である。操作部３１は、各種の操作スイッチからなる。モード選択３１ａはモードＡ、Ｂ、Ｃのどのモードにするかを選択する。選択した結果は、表示部３３のモードを示す領域に表示される。自動モード３１ｂは、モードＡ〜Ｃをすべて選択し、Ａ〜Ｃの複数モードを自動的に切り替えて使用する。選択した結果は、表示部３３のモードを示す領域に表示される。通常はモードＡを使用する。モードＢ、Ｃは、刺激の少ない周波数からなり、数分間の準備運転に使用され、使用者に不安を与えないようにするためのものである。なお、図示しないが、操作部３１にはランプが設けられ、正常なら白のランプが点灯し、故障なら赤のランプが点灯することもできる。電極パッドに流れた電流をモニターし、ＡＤ変換して蓄積し、これを無線ＬＡＮでルーターに送り、近くに設置されたパソコンで参照できる。これによれば、低周波パルス発生装置をどのように設定した時が、リラックスできるかの統計を取るのに役立つ。その人にあった設定が可能になる。もちろん故障の詳細情報をパソコンに送り、どの部位が故障しているかの分析なども可能である。

タイマーアップ３１ｃとタイマーダウン３１ｄは、運転時間をアップダウンさせて、最大４０分の範囲内で設定するスイッチである。通常は２０〜３０分に設定される。強度アップ３１ｅと強度ダウン３１ｆは、刺激波の電圧を変更するスイッチである。アジャスト３１ｇは、すべてのモードの刺激の強さを変更するスイッチである。強さの指定は３段階を設けた。スタート／ストップ３１ｈは、第１電極パッド対２０と第２電極パッド対２１を顔に装着した後、これを押すことで運転が開始されるスイッチで、２回目の押下では運転が停止される。なお、制御ボックス３０には、電源コード１とパワーオンスイッチ２が設けられる。

図３は、電極パッドの装着例を示す図である。図３（Ａ）は、２つの電極パッド（Ａ、Ｂ’）を顔の一方側（右）に、他の２つの電極パッド（Ｂ、Ａ’）を顔の他方側（左）に装着する場合を示す。第１電極パッド対Ａ、Ａ’を結ぶ線と、第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’を結ぶ線が、顔の中央付近で交差するように配置される。図３（Ｂ）は、２つの電極パッド（Ａ、Ｂ）を顔の一方側（左）に、他の２つの電極パッド（Ｂ’、Ａ’）を顔の他方側（左）に装着する場合を示す。この場合も同様に、第１電極パッド対Ａ、Ａ’を結ぶ線と、第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’を結ぶ線が、顔の中央付近で交差するように配置される。電極パッドは、どちらの形態で装着されてもよい。なお、図３（Ｂ）の場合、図２に示された電極パッドの束ね方は、一方が電極パッド（Ａ、Ｂ）に束ねられ、他方が電極パッド（Ｂ’、Ａ’）に束ねられる。

図４は、電極パッドを顔に装着した時、刺激電流の流れる方向を示す説明図である。図４（Ａ）の（ａ）〜（ｃ）は、図３（Ａ）に対応しており、（ａ）が第１電極パッド対Ａ、Ａ’に、ＡからＡ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｂ）は第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’に、ＢからＢ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｃ）は、Ａ’からＡの向きに電流が流れるようにパルスを印加し、Ｂ’からＢの向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合である。図３（Ａ）に対応している。図４（Ｂ）の（ａ）〜（ｃ）は、図３（Ｂ）に対応しており、（ａ）が第１電極パッド対Ａ、Ａ’に、ＡからＡ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｂ）は第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’に、ＢからＢ’の向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合、（ｃ）は、Ａ’からＡの向きに電流が流れるようにパルスを印加し、Ｂ’からＢの向きに電流が流れるようにパルスを印加した場合である。

図５は、電極パッドの駆動回路で、（ａ）は第１電極パッド対Ａ、Ａ’側の回路、（ｂ）は第２電極パッド対Ｂ、Ｂ’側の回路である。図５（ａ）に示すように、トランジスタｔ１をオンとし、トランジスタｔ４をオンとすれば、点線（ＡからＡ’へ向かう線）で示すように電流が流れ、図４（ａ）が実現できる。トランジスタｔ３をオンとし、トランジスタｔ２をオンとすれば、点線（Ａ’からＡへ向かう線）で示すように電流が流れ、図４（ｃ）の一方が実現できる。図５（ｂ）に示すように、トランジスタｔ５をオンとし、トランジスタｔ８をオンとすれば、点線（Ｂ’からＢへ向かう線）で示すように電流が流れ、図４（ｂ）が実現できる。トランジスタｔ７をオンとし、トランジスタｔ６をオンとすれば、点線（ＢからＢ’へ向かう線）で示すように電流が流れ、図４（ｃ）の他方が実現できる。

図６は、第１刺激波３と第２刺激波４の各波形である。最初に、第１刺激波３は、電極パッドＡ、Ａ’に印加される波形である。第１刺激波３は、周波数１５１Ｈｚの１周期（６．６２ｍｓ（ミリセカンド：１０^−３秒））を８フェーズに分割し、第１フェーズに正のパルス、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズはパルスなし、第４フェーズに負のパルス、第５〜８フェーズはパルスなしとして、これを繰り返すものである。正のパルスは、電極パッドＡに正の電圧が加えられ、電極パッドＡ’には電流が流れ込むことで実現する。これは図４（ａ）に示す状態である。負のパルスは、例えば電極パッドＡ’に正の電圧が加えられ、電極パッドＡに電流が流れ込むように印加することで実現する。これは図４（ｃ）に示す状態である。正のパルスは、例えば１０Ｖ程度で、２つの負のパルスは、少し小さくして８Ｖ〜６Ｖにすることができる。正または負のパルスの幅は０．８３ｍｓで、周波数でいうと６０４Ｈｚである。第１刺激波３は、３個の塊を１つの刺激と見なすなら、１秒間に１５１回の刺激が与えられるものとなる。なお、第１刺激波３は、１５１Ｈｚを前提に波形を示したが、これに限るものではなく、１００〜２００Ｈｚの範囲内で変更できる。

図６に示すように、第２刺激波４は、電極パッドＢ、Ｂ’に印加される波形である。第２刺激波４は、第１刺激波３と同じ周波数１５１Ｈｚを使用し、第１刺激波３と同相であり、１周期を８フェーズに分割し、第１フェーズにパルスなし、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズに正のパルス、第４フェーズに負のパルス、第５〜８フェーズはパルスなしで、これを繰り返す。正のパルスは、電極パッドＢに正の電圧が加えられ、電極パッドＢ’には電流が流れ込むことで実現する。これは図４（Ａ）（ｂ）と図４（Ｂ）（ｂ）に示す状態である。負のパルスは、例えば電極パッドＢ’に正の電圧が加えられ、電極パッドＢに電流が流れ込むように印加することで実現する。正のパルスは、例えば１０Ｖ程度で、２つの負のパルスは少し小さくして６Ｖ〜８Ｖにできる。図６に示すように、第２刺激波４の正のパルスは、第１刺激波３に対して１／４周期ずれた関係で印加される。そのため、第２刺激波４の正のパルスは、第１刺激波３の正のパルスの時期と重ならない。第２刺激波４の負のパルスは、第１刺激波３の負のパルスの時期と重なる。この場合、図４（ｃ）に示すように、第１刺激波３と第２刺激波４が同時刻に発せられるので、人体内でより強い刺激に感じられる。

図６では、周波数１５１Ｈｚの１周期６．６２ｍｓを８フェーズに分割したが、６フェーズに分割してもよい。６フェーズに分割した場合、第１フェーズ〜第４フェーズに、図６のようにパルスを割り振ることができて、第５フェーズ以降（第５フェーズと第６フェーズ）にはパルスがない。パルスの幅は０．８３ｍｍから１．１０ｍｓと大きくなる。また、１０フェーズに分割することもできる。その場合、第１フェーズ〜第４フェーズに、図６のようにパルスを割り振ることができて、第５フェーズ以降（第５フェーズ〜第１０フェーズ）にはパルスがない。パルスの幅は、０．８３ｍｍから０．６６ｍｓと小さくなる。フェーズの分割数は６〜１２で選定できる。

図７は、第１刺激波３と第２刺激波４が低周波数（０．１Ｈｚ）で電極パッドに印加されることを示す説明図である。第１刺激波３と第２刺激波４が、運転タイマーで指定された時間、ここでは２５分間、第１電極パッド対２０と第２電極パッド対２１に出力される。第１刺激波３と第２刺激波４は、刺激波が共に継続されるオン状態５と、刺激波が共に休止されるオフ状態６からなる。図７に示すように、オン状態５を６．５秒とし、オフ状態６を３．５秒とした。この場合、デューティ比は６５（％）で、０．１Ｈｚの低周波にできる。周波数は０．１Ｈｚに限らず、０．１〜０．５Ｈｚの範囲に設定できる。０．２Ｈｚの低周波にするのであれば、１周期が５秒なので、デューティ比が６５（％）なら、オン状態を３．２５秒、オフ状態６を１．７５秒にできる。

図８は、制御部３２のフローチャートである。ステップＳ１では、まず運転タイマーが設定される。例えば２５分がセットされる。なお、オン状態とオフ状態の時間間隔は、オン状態が６．５秒、オフ状態が３．５秒とされ、０．１Ｈｚの低周波に乗せて刺激を与えるよう設定されているものとする。ステップＳ２は、モードとアジャストが選択される。モードは、自動モードが選択されたとする。第１電極パッド対２０と第２電極パッド対２１が顔の左右に装着され準備ができると、第１操作部３１のスタートが押下される。ステップＳ３で、スタートが検知されて運転が開始される。ステップ４で自動モードかどうかが判定され、自動モードがであった場合、ステップ５、６で、使用者に不安を与えないよう刺激の弱いＢモードとＣモードがそれぞれ数分間運転される。その後ステップＳ７で第１刺激波と第２刺激波を使用した低周波の運転（Ａモード、０．１Ｈｚ）を２５分間行なう。０．１Ｈｚの刺激は、１０秒に１回の刺激であり、刺激のある６．５秒間と刺激のない３．５秒間が、２５分間繰り返される。２５分が経過し運転タイマーが終了すると、ステップＳ８で検知され運転終了となる。

ステップＳ９ではＡモードかどうかが判定され、Ａモードの場合、ステップ７に飛んでＡモードが実行される。ステップＳ１０でＢモードかどうかが判定され、Ｂモードの場合、ステップ１１に飛んでＢモードが実行される。２５分が経過すると、ステップＳ１２で検知され運転終了となる。ステップＳ１０でＢモードでない場合はＣモードであるから、ステップ１３に飛んでＣモードが実行される。２５分が経過すると、ステップＳ１４で検知され運転終了となる。

制御部３２は、近距離の無線通信を行なう。スタートボタンが押された時刻情報、実際に運転された時間の情報、及び機器の設定情報、及び機器が正常動作したか異常動作したかの動作情報を近くのパソコンに送信することができる。パソコンでいつどのような刺激を加えたかの情報が蓄積できる。なお、電波は２．４ＧＨｚを使用することができる。

図９は、目の構造を示す説明図である。（ａ）は遠くを見る場合、（ｂ）は近くを見る場合を示す。目の水晶体の厚さを変える調整をするのが、毛様体とよばれる筋肉である。毛様体が縮むと帯が引っ張られ、水晶体が薄くなり、遠くを見ることができる。毛様体が膨らむと帯がゆるみ、水晶体が厚くなり、近くを見ることができる。目に疲れがたまると毛様体が硬直して調整機能が低下する。低周波パルス発生装置によれば、心地よい刺激を毛様体に与えて血行をよくする。

本発明による低周波パルス発生装置は、目の疲れを取ってリラックスでき、顔全体の筋肉にも働きかけることができるので、美容機器としてもまた医療機器としても好適である。

１電源コード
２パワーオンスイッチ
３第１刺激波
４第２刺激波
５オン状態
６オフ状態
２０第１電極パッド対
Ａ、Ａ’ 電極パッド
２１第２電極パッド対
Ｂ、Ｂ’ 電極パッド
３０制御ボックス
３１操作部
３１ａモード選択
３１ｂ自動モード
３１ｃタイマーアップ
３１ｄタイマーダウン
３１ｅ強度アップ
３１ｆ強度ダウン
３１ｇアジャスト
３１ｈスタート／ストップ
３２制御部
３３表示部
３４低周波発生部
Ｓ１〜Ｓ１４制御ステップ
１００低周波パルス発生装置

Claims

低周波発生部、操作部、表示部、及び制御部を有する制御ボックスと、前記制御ボックスに接続されて外部に延びる第１電極パッド対及び第２電極パッド対と、を備え、
前記制御部には、前記操作部のタイマーアップ及びタイマーダウンのスイッチで変更可能な運転タイマーが設けられ、
前記低周波発生部は、
前記第１電極パッド対に通電され、周波数１００〜２００Ｈｚの１周期を６〜１２フェーズに分割し、第１フェーズに正のパルス、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズはパルスなし、第４フェーズに負のパルス、第５フェーズ以降はパルスなしで、これを繰り返す第１刺激波と、前記第２電極パッド対に通電され、第１刺激波と同じ周波数で、１周期を６〜１２フェーズに分割して第１刺激波と同相とし、第１フェーズにパルスなし、第２フェーズに負のパルス、第３フェーズに正のパルス、第４フェーズに負のパルス、第５フェーズ以降はパルスなしで、これを繰り返す第２刺激波と、を生成し、
前記第１刺激波と前記第２刺激波が、共に継続されるオン状態と、共に休止されるオフ状態からなる０．１〜０．５Ｈｚの低周波として、前記運転タイマーで指定された時間、前記第１電極パッド対と前記第２電極パッド対に出力されることを特徴とする低周波パルス発生装置。
前記操作部には、強度アップ及び強度ダウンのスイッチが設けられ、前記第１刺激波と前記第２刺激波の電圧の大きさが変更されることを特徴とする請求項１に記載の低周波パルス発生装置。
前記制御部が、スタートボタンが押された時刻情報、実際に運転された時間の情報、機器の設定情報、及び機器が正常動作したか異常動作したかの動作情報を近距離の無線通信で近くのパソコンに送信することを特徴とする請求項１に記載の低周波パルス発生装置。