JP7188667B1 - Ｌｃｄサングラスを用いる知覚刺激療法器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＣＤサングラスを用いて一定周期で繰り返す光の刺激と音の刺激を用いて神経疾患を治療または予防する知覚刺激療法器具において、治療効果のバラツキなどの不具合を防止する。【解決手段】治療効果のバラツキを防止するには、ＬＣＤサングラスの明るさやちらつきの強さを調整した場合でも、「光と音の位相差Δθ」を治療目的に適合する一定の値に維持する必要がある。そこで、透過率制御の目標値の波形とＬＣＤ素子の応答性と非線形性に起因した「光の位相遅れθＬ」の変動に対応して、θｓ＝θＬ＋Δθの等式に基づいて、「音の位相遅れθｓ」としての音の刺激を発生させるタイミングを自動的に調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、脳梗塞後のリハビリや血管性ＭＣＩを含む神経疾患の治療や予防のため、一定周期で繰り返す治療用の光と音の刺激を用いて脳波を誘導することによって脳の機能的接続性を改善する治療器具ＬＣＤサングラスに関し、特に治療効果のバラツキなどの不具合を防止するための技術に関する。

＜知覚刺激療法＞
２０１５年以前から、脳の機能的接続性に関する脳の大規模ネットワークの構造（非特許文献２）が研究されるとともに、電子技術を利用して脳波を発生させて神経疾患を治療するアイディア（例えば特許文献４）が提唱され始めた。
２０１６年には、一定周期で繰り返す治療用の光と音の刺激を用いて脳波を誘導する知覚刺激療法器具によって、アルツハイマー型認知症を治療する４０Ｈｚ刺激による疾患修飾療法（非特許文献１）としての動物実験（非特許文献４、特許文献１）が成功し、人間への臨床研究でも知覚刺激療法ＧＥＮＵＳ（登録商標）の第２相の治験が安全かつ成功裏に終了（非特許文献５、非特許文献６）したことにより、今後ますます知覚刺激療法器具の利用範囲の拡大が期待される。

＜知覚刺激療法器具の動作原理＞
光と音の刺激で脳波を誘導する技術はＳＳＶＥＰ（定常状態視覚誘発電位、Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｖｉｓｕａｌ Ｅｖｏｋｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）およびＡＳＳＲ（聴性定常反応、Ａｕｄｉｔｏｒｙ Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）と呼ばれ、ＳＳＶＥＰは後頭部、ＡＳＳＲは前頭部と頭頂部に設置した脳波計（ＥＥＧ）の電極で検出される（非特許文献７）。
また、ＳＳＶＥＰに関しては、周波数１Ｈｚから１００Ｈｚの光による視覚刺激が研究され、付与した光刺激に含まれる９０Ｈｚ以上の周波数成分までに対応して脳波が誘導されることが確認されている（非特許文献８）。例えば４０Ｈｚの繰返し波形の光による刺激の場合には、繰返し波形のフーリエ級数展開（あるいはＦＦＴ解析結果）に対応して、基本周波数の４０Ｈｚと第２高調波の８０Ｈｚの正弦波の脳波が発生しうる。但し治療効果を期待するのは基本周波数の４０Ｈｚである。

＜異なる脳部位への刺激の位相差に関する注意点＞
非特許文献３は、「異なる脳内部位に別々に刺激を付与」する場合、刺激の位相角（同相対逆相）を調整することにより認知障害が改善し、あるいは逆に障害が誘発される事例を示した重要な研究である。
具体的には、前頭前野と側頭領域の間で「シータ波の周波数（４～８Ｈｚ）とガンマ波の周波数（２５Ｈｚ以上）との位相振幅結合（ＰＡＣ）」と呼ばれるクロス周波数結合があり、作業記憶（ワーキングメモリ）に欠陥のある高齢者では、側頭領域のシータ・ガンマＰＡＣと前頭前野と側頭領域の間のシータ位相同期が不調である。そこでこの研究では、前頭側頭領域間の皮質相互作用を非同期化するように設計された交流電気刺激（ｔＡＣＳ、ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ ａｌｔｅｒｎａｔｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を用いて、被験者の作業記憶（ワーキングメモリ）の不調が改善されたり、逆に急速に障害が誘発された実験結果を紹介している。
知覚刺激療法の場合も、光の刺激は後頭部、音の刺激は前頭部と頭頂部に脳波を発生させるため、光と音の位相差Δθが９０度を超えて増加すると、頭痛や激しい眠気などの有害事象が起こる事例が知られている（特許文献６）。

＜知覚刺激療法で光の刺激を与える２つの手段＞
知覚刺激療法には、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を点滅する刺激光の発光源とする方法と、周囲環境から入射する光をＬＣＤ（液晶）素子で明滅させて刺激光として利用する方法の２種類がある。
点滅するＬＥＤ光源で光刺激を付与する技術（特許文献１、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６）は制御が容易であり、欧米諸国で成功を収めつつある。しかし患者は、まばゆく点滅するＬＥＤ光源を暗闇で凝視する必要があるため、運動療法や認知療法と組み合わせることができない。
一方、屋外を散歩中や屋内でのゲーム中でも周囲光を光源として使えるＬＣＤ（液晶）素子をサングラスのレンズに配設したＬＣＤサングラスが、日米の別々の発明者によって同時期に発明（米国の特許文献２、日本の特許文献３）され、高度な潜在力を発揮するための制御の難しさを克服する技術（特許文献５、特許文献６）も発展しつつあるが、運動療法や認知療法と組み合わせて「ムラのない治療効果」を実現して実用化を推進するためには、解決すべき重要な課題が残っていた。

特表２０１９－５０２４２９号公報 ＵＳ－Ａ１－２０２０／０１０８２７０号公報 特開２０２２－００２６７４号公報 特表２０１５－５１９０９６号公報 特願２０２１－１７４１９９号 特願２０２２－０４３６８０号

根本、"今後の抗認知症薬、今後開発が待たれる根本的認知症治療"、ＭＥＤＩＣＩＮＡＬ、２０１２／５ Ｖｏｌ．２、Ｎｏ．５、１２０～ Ｖｉｎｏｄ Ｍｅｎｏｎ．、" Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｂｒａｉｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ ｐｓｙｃｈｏｐａｔｈｏｌｏｇｙ： ａ ｕｎｉｆｙｉｎｇ ｔｒｉｐｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｄｅｌ"、Ｔｒｅｎｄｓ Ｃｏｇｎ Ｓｃｉ． ２０１１ Ｏｃｔ；１５（１０）：４８３－５０６ Ｒｏｂｅｒｔ Ｍ． Ｇ． Ｒｅｉｎｈａｒｔほか、"Ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｍｏｒｙ ｒｅｖｉｖｅｄ ｉｎ ｏｌｄｅｒ ａｄｕｌｔｓ ｂｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ ｒｈｙｔｈｍｉｃ ｂｒａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔｓ"、Ｎａｔｕｒｅ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ｖｏｌｕｍｅ ２２、 ｐａｇｅｓ８２０－８２７ （２０１９） Ｈａｎｎａｈ Ｆ Ｉａｃｃａｒｉｎｏ、 Ｌｉ－Ｈｕｅｉ Ｔｓａｉほか、"Ｇａｍｍａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ ａｔｔｅｎｕａｔｅｓ ａｍｙｌｏｉｄ ｌｏａｄ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｓ ｍｉｃｒｏｇｌｉａ" 、Ｎａｔｕｒｅ ． ２０１６ Ｄｅｃ ７；５４０（７６３２）：２３０－２３５． Ｄｉａｎｅ Ｃｈａｎほか、"４０Ｈｚ ｓｅｎｓｏｒｙ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｓ ｇａｍｍａ ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ ａｎｄ ａｆｆｅｃｔｓ ｂｒａｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、 ｓｌｅｅｐ ａｎｄ ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｅｍｅｎｔｉａ"、ＭｅｄＲｘｉｖ、Ｐｏｓｔｅｄ Ｍａｒｃｈ ０３、 ２０２１． Ｄｉａｎｅ Ｃｈａｎほか、"Ｇａｍｍａ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｅｎｓｏｒｙ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｒｏｂａｂｌｅ Ｍｉｌｄ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｅｍｅｎｔｉａ Ｐａｔｉｅｎｔｓ： Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｔｒｉａｌ"、ＭｅｄＲｘｉｖ、Ｐｏｓｔｅｄ Ｍａｙ １７、 ２０２１． Ｒａｆａｌ Ｋｕｓほか、"Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｒｉｍｏｄａｌ ＳＳＥＰ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｅｔｕｐ ｆｏｒ ｖｉｓｕａｌ、 ａｕｄｉｔｏｒｙ ａｎｄ ｔａｃｔｉｌｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ"、Ｊ Ｎｅｕｒａｌ Ｅｎｇ． ２０１７ Ｄｅｃ；１４（６） Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ Ｓ．Ｈ、"Ｈｕｍａｎ ＥＥＧ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ １－１００ Ｈｚ ｆｌｉｃｋｅｒ： ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ ｖｉｓｕａｌ ｃｏｒｔｅｘ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ"、Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｖｏｌｕｍｅ １３７、 ｐａｇｅｓ３４６－３５３ （２００１）

一定周期で繰り返す治療用の光と音の刺激を用いて脳波を誘導する知覚刺激療法では、「光と音の位相差Δθ」を、個人差もあるだろうが、例えばΔθ＝０度付近の頭痛が発生しない安全な数値を維持するように管理する必要がある。
またΔθ＝４５度程度であれば、個人差はあるだろうが、若干の眠気とわずかな頭痛を催す場合もあり、例えば不眠症で悩む患者に就寝前に適用するなどの用法と用量のエビデンスは今後の研究課題である。
しかし、Δθが９０度以上では、光で刺激する後頭部と音で刺激する前頭部と頭頂部にそれぞれ発生する脳波に位相の干渉や相殺などの混乱の影響が目立って大きくなる可能性があり、Δθ≧９０度では数日続く頭痛などの不具合が発生した場合があった。

知覚刺激療法には、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を点滅する刺激光の発光源とする方法と、ＬＣＤ（液晶）素子で周囲環境から入射する光を明滅させて刺激光として利用する方法の２種類があることは既に背景技術で紹介した。

前者のＬＥＤ素子を発光源とする方式は、光の点滅を高速で精度よく任意に制御できるので「光と音の位相差Δθを一定の値の範囲に保つ管理」が容易な利点はある。
一方、患者が光の点滅を暗闇で凝視し続ける必要があるため、患者が周囲環境を見ながら行う運動療法や認知療法を併用して治療することができず、現時点では相乗効果は期待できない状況にある。

後者のＬＣＤ素子で周囲光を明滅させる方式は、患者が周囲を見ながら運動療法や認知療法を併用して治療できるという治療上の利点がある。
一方、ＬＣＤ素子の応答が遅く非線形性も著しいため、患者がＬＣＤサングラスのレンズの明るさやちらつきの強さを調節するとＬＣＤ素子の透過率の時系列波形が大幅に歪んでしまい、光と音の位相差Δθを所望の一定の値の範囲に保つ管理が困難で、「治療効果がばらつき易い」という実用化の妨げとなる問題点があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、運動療法や認知療法を併用して治療できるＬＣＤ素子を使いながら、「光と音の位相差Δθを一定の値の範囲に保って管理」することによって、治療効果のバラツキや有害事象の発生を防止することである。

本発明の知覚刺激療法の治療器具は、ＬＣＤ素子をサングラスのレンズとして組み込んだＬＣＤサングラスを用いて光の刺激を発生させ、イヤホンやヘッドホンやスピーカーなどの音響機器を用いて音の刺激を発生させる。

神経疾患の治療や予防においては、高齢者の脆弱な視力や衰えた認知機能に配慮して、ＬＣＤサングラスのレンズの明るさや明滅するちらつきの強さを調整可能に設計する必要がある。
しかし、ＬＣＤ素子を駆動する波形や駆動電圧や透過率目標値などの設定を変えれば、レンズの明るさやちらつきの強さを調整することは可能だが、透過率の時系列波形が歪むので「光と音の位相差Δθ」を一定の値の範囲に保って管理できなくなる。

本発明では、（１）「光と音の位相差Δθ」が変動するメカニズムを究明したうえで、（２）ＬＣＤ素子を駆動する波形や駆動電圧や透過率目標値などの設定を変えた場合におけるΔθの変動量の大きさを定量的に把握し、（３）実施例４に示す対策を講じることによって「光と音の位相差Δθ」を一定の値の範囲に保つ管理を実現することを最も主要な特徴とする。

＜１．「光と音の位相差Δθ」が変動するメカニズムを究明する＞
詳しくは図２（ｅ）で詳しく説明するが、要点は下記の通りである。
第１に、視聴覚制御装置５０から光の刺激の駆動信号を送出する瞬間をＡ点とする。
第２に、Ａ点から光の刺激が発生する瞬間（Ｂ点）までを「光の位相遅れθＬ」とする。
第３に、Ｂ点から音の刺激を発生させる瞬間（Ｃ点）までの位相差をΔθとする。
第４に、Ａ点からＣ点までを「音の位相遅れθｓ」とする。

このように問題を整理すると、図２（ｅ）に示すように、Ａ点とＢ点とＣ点の間にはΔθ＝θｓ－θＬの関係式が常に成り立つことに発明者は気付いた。さらに、ＬＣＤサングラスのレンズの明るさや明滅するちらつきの強さを調整すると、「光の位相遅れθＬ」が大幅に変化する特性があることにも発明者は気付いた。
それゆえに、従来のようにΔθ＝θｓ－θＬの関係式に気付かずにθｓを常に一定値に保つ場合には、θＬが大幅に変動するとΔθにも大幅な変動が生じることは自明であった。
このようにして、発明者は「光と音の位相差Δθ」が大幅に変動するメカニズムを究明した。

＜２．「光の位相遅れθＬ」の定量的な把握＞
ＬＣＤ素子を駆動する波形や駆動電圧や透過率目標値などの設定を変えれば、まず制御の目標値そのものの波形が変わる。さらにＬＣＤ素子の非線形性や応答性の遅れに起因して波形が歪むため、光の位相遅れθＬは大きく変動する。

知覚刺激療法の治療器具は、光の刺激によるＳＳＶＥＰの現象により脳波を発生する。つまり、１Ｈｚから９０Ｈｚ以上の周波数範囲において、一定の繰返し周波数で明滅する光刺激を付与する知覚刺激療法の治療器具では、光の刺激の「基本周波数」と同じ周波数の脳波が発生する現象を利用している。
したがって、光の刺激が発生したタイミング（Ｂ点）を特定するにあたり、光の刺激における歪んだ波形に含まれる「基本周波数」の波形に着目して解析するのが適切である。

そこで本発明では、「基本周波数」としての正弦波の波形に着目したうえで、（イ）駆動電圧を矩形波とし、デューティ比の水準を変えた場合、（ロ）駆動電圧を矩形波とし、デューティ比＝５０％に固定して、上限値または下限値の水準を変えた場合、（ハ）比透過率Ｐの波形を正弦波として制御目標値の上限値または下限値の水準を変えた場合、の３つの実施例について、「光の位相遅れθＬ」やレンズの明るさとちらつきの強さの関係を定量的に計測して把握した。

＜３．対策を講じる＞
まず、「光と音の位相差Δθ」と「光の位相遅れθＬ」と「音の位相遅れθｓ」の間には、Δθ＝θｓ－θＬの関係が常に成り立つことが上記にて解明された。
次に、ＬＣＤサングラスのレンズの明るさや明滅するちらつきの強さを調整するためにＬＣＤ素子を駆動する駆動電圧や透過率目標値などの波形の設定を変えた場合の「光の位相遅れθＬ」を、上記のように定量的に計測して把握した。

してみると、「光と音の位相差Δθ」を所望の一定値に保つためには、Δθ＝θｓ－θＬの関係からθｓ＝θＬ＋Δθが常に成り立つことを利用して、視聴覚制御装置５０のサンプリングタイムごとの制御ループを実行するたびに「光の位相遅れθＬ」を近似式で推定し、「音の位相遅れθｓ」の値がθｓ＝θＬ＋Δθに合致したタイミングで音の刺激を発生させればよい。
これが本発明において講ずる対策であり、実施例３で計測した「光の位相遅れθＬ」のデータを用いて、対策を施した事例を実施例４で述べる。

その結果、本発明は、ＬＣＤサングラスのレンズの明るさや明滅するちらつきの強さを調整しても「光と音の位相差Δθ」を一定の値に保って管理することを実現した。
ただし正確に言えば、視聴覚制御装置５０のサンプリング時間の影響で位相の区切りが離散化されるため、「光と音の位相差Δθ」の設定精度（分解能）は、基本周波数の１周期あたりのループ回数で制約を受ける。（本発明では周波数４０Ｈｚの場合に１周期あたりのループ回数を１００回に分割した事例を紹介する。）
つまり、本発明により、「光と音の位相差Δθ」を分解能の値に起因する一定の「誤差範囲」に保って管理する技術が実現した。

本発明のＬＣＤサングラスは、レンズの明るさや明滅するちらつきの強さを調整しても「光と音の位相差Δθ」を一定の誤差の範囲に保って管理することができるので、治療効果のバラツキや有害事象などの不具合を防止することができる。

このように課題が解決したので、ＬＣＤサングラスを品質管理された治療器具として実用化でき、医療に関する学術研究にとどまらず、臨床医療や看護あるいはデジタル医薬品などの産業分野で貢献することができる。

本発明の代表図の解説 光と音の刺激の位相同期と位相差 基本周波数成分の時系列波形の抽出手順 本発明の実施例に共通するハードウエア 本発明の実施例に共通するソフトウエア構成 「駆動電圧が矩形波で、デューティ比を変更」するハードウエア構成（実施例１） 「駆動電圧が矩形波で、デューティ比を変更」するフローチャート（実施例１） 「駆動電圧が矩形波で、デューティ比を変更」した解析事例（実施例１） 「駆動電圧が矩形波で、上限値と下限値を変更」するハードウエア構成（実施例２） 「駆動電圧が矩形波で、上限値と下限値を変更」するフローチャート（実施例２） 「駆動電圧が矩形波で、上限値と下限値を変更」した解析事例（実施例２） 透過率制御目標が正弦波で、上限値と下限値を変更する方法（実施例３） 透過率制御目標が正弦波で、上限値と下限値を変更するフローチャート（実施例３） 「透過率制御目標が正弦波で、上限値と下限値を変更した解析事例（実施例３） 「音の位相遅れθｓを自動的に再調整」するハードウエア構成（実施例４） 「音の位相遅れθｓを自動的に再調整」するフローチャート（実施例４） 「比透過率Ｐの制御目標を階段状波形」にするソフトウエア構成（実施例５） 階段状波形の解析結果（実施例５） Ａ点の決定方法に関する変形例 Ｂ点の決定方法に関する変形例

＜本発明の代表図の解説＞
図１は、本発明の代表図であり、ＬＣＤサングラス１０の概要を説明する。
図１（ａ）は、通常のサングラスと同様に装着するＬＣＤサングラス１０の使用方法の一例であり、この図ではイヤホン１６８で音の刺激２１０を聴いている。
図１（ｂ）は、視覚刺激器３０としてＬＣＤ素子６０を左右のレンズ８０に配設したＬＣＤサングラス１０を含む知覚刺激療法器具２０の構成図であり、聴覚刺激器４０としてのイヤホン１６８とともに視聴覚制御装置５０から駆動信号を与えられて動作する。

図１（ｃ）は、ＬＣＤサングラス１０の比透過率の制御と計測の概念図である。直流電源で駆動したＬＥＤ素子などの光源からＬＣＤ素子６０に入射する入射光Ｌｉの時系列波形は、図示のように一定値である。
そこで、ＬＣＤ素子６０を駆動する印加電圧を調整して比透過率Ｐ（ｔ）の波形を図示のように制御すると、透過光Ｌｏの波形は比透過率Ｐ（ｔ）の波形と相似に変化し、照度センサ（フォトトランジスタ）で透過光Ｌｏの明るさ（照度）を検出した電流はエミッタ抵抗に流れて電圧降下Ｖｒ（ｔ）として測定される。

ここでｋ１とｋ２を係数とすると、Ｐｔ（ｔ）＝ｋ１×Ｌｏ（ｔ）＝ｋ２×Ｖｒ（ｔ）の関係がある。したがって比透過率Ｐ（ｔ）の波形を観測するには電圧Ｖｒ（ｔ）の波形を計測すればよい。
なお、比透過率Ｐの時系列波形はＰ（ｔ）＝（透過光の照度の時系列波形Ｌｏ（ｔ））／（透過光の照度の最大値Ｌｏｍａｘ）で定義する。そのため比透過率Ｐは１００％から０％の間の数値である。
ちなみに実透過率Ｑは、Ｑ＝（透過光Ｌｏの照度）／（入射光Ｌｉの照度）で定義され、既存のＬＣＤ素子６０の透過率が最大になるように制御した場合の実透過率Ｑは５０％から３０％程度の数値である。

≪１．「光と音の位相差Δθ」が変動するメカニズム≫
図２は、周期的に繰り返す光の刺激２００と音の刺激２１０を位相同期させる場合の位相差を説明する図である。
図２（ａ）から（ｄ）は、光の刺激２００の光源としてＬＥＤ素子などの高速応答する発光体１５０を使う知覚刺激療法器具２０の事例である。
図２（ａ）では、繰返し周波数４０．０Ｈｚ（周期２５．０ミリ秒）で光を点滅させている。経過時間０ミリ秒を位相角０度として、消灯した状態（論理値０）から明るく点灯した状態（論理値１）へＬＥＤ素子に通電して発光させる。さらに、その位相角０度のタイミングで、音響機器に信号を出力して音の刺激２１０を患者に付与する。刺激音としては、例えば、パルス幅が１ミリ秒程度のクリック音を使うことができる。
この状態では、「光と音の位相差Δθ」は０度である。

図２（ｂ）では、光の刺激２００の光源としてＬＥＤ素子を位相角０度で発光させ、刺激音を発生させるタイミングを９０度遅らせて音響機器に信号を出力して音の刺激２１０を付与した状態を示す。
この状態では、「光と音の位相差Δθ」が９０度である。

図２（ｃ）は、デューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波の基本周波数成分と同位相で、上限値と下限値が元の矩形波に重なるように、元の矩形波の平均値をオフセットとして加算した正弦波の波形を描いた図であり、「元の矩形波の位相０度の瞬間に、増加しながら、元の矩形波の平均値と交差する性質」がある。

図２（ｄ）は、デューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波の基本周波数成分にオフセット値を加えた値に比例する光の明るさになるようにＬＥＤ素子を発光させる制御を行った図である。この図では、光の刺激２００の位相０度から位相差９０度の位相遅れを持たせたタイミングで、音響機器に信号を出力して音の刺激２１０を発生させる。この状態でも「光と音の位相差Δθ」は９０度である。

以上の図２（ａ）から（ｄ）では発光体１５０を使う知覚刺激療法器具２０について述べたが、光の刺激２００を生ずるＬＥＤ光源は１００ｋＨｚ以上の高速応答性を備え、音の刺激２１０を発する音響機器は１０ｋＨｚ以上の高速応答を備え、いずれも入力に対して出力が線形な応答特性を備えており制御しやすい。
このため、基本周波数が１００Ｈｚ以下の繰返し波形を発生する場合には、光と音の位相差Δθを任意の値に正確に設定することができる。

図２（ｅ）は、光の刺激２００の光源としてＬＣＤ素子６０を使う知覚刺激療法器具２０の事例である。ＬＣＤ素子６０の応答性はせいぜい０．３ｋＨｚ程度と低速であり、おまけに入力（印加電圧）に対して出力（比透過率Ｐ）が非線形な応答特性を備えており、波形が容易に変化してしまうので制御しにくい。
一方、音の刺激２１０を発する音響機器は１０ｋＨｚ以上の高速応答を備え、入力に対して出力が線形な応答特性を備えており制御しやすい。
そこで、音の刺激２１０のタイミングをうまく制御することにより、光の刺激２００の制御性の悪さを補う工夫をしたのが本発明の着想のポイントであり、以下で詳細に説明する。

図２（ｅ）の最下段は、視聴覚制御装置５０が０．２５ミリ秒のサンプリング間隔ごとに実行する制御ループの実行タイミングを模式的に描いた図である。この例では繰返し周波数４０．０Ｈｚの１周期２５ミリ秒を１００個に分割し、ループ番号の変数Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍとして０から９９の番号を付与している。ループ番号０番は位相角０度であり、制御の１周期の起点としての０秒目に相当する。

図２（ｅ）の下から２段目は、視聴覚制御装置５０から出力する位相同期信号Ｓであり、ループ番号が０から４９の間で論理値１、ループ番号が５０から９９の間で論理値０を出力するデューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波である。
ループ番号０で論理値０から論理値１へ立ち上がる瞬間をＡ点と呼ぶことにする。

図２（ｅ）の下から３段目（つまり上から２段目）は、光の刺激２００である。前述の通り、図１（ｃ）の入射光Ｌｉを一定とし、ｋ１とｋ２を係数とすると、Ｐｔ（ｔ）＝ｋ１×Ｌｏ（ｔ）＝ｋ２×Ｖｒ（ｔ）の関係がある。つまり、図２の光の刺激２００の時系列波形は、ＬＣＤ素子６０の比透過率Ｐｔ（ｔ）、出射光の明るさＬｏ（ｔ）および照度センサの電圧Ｖｒ（ｔ）と波形が相似で位相が合致している。
つまり、図２（ｅ）の光の刺激２００の実線のグラフは照度センサが検出した光の強さを測定した電圧Ｖｒ（ｔ）として計測でき、それはＬＣＤ素子６０の比透過率Ｐｔ（ｔ）の波形をも表している。このグラフの点線の波形は、電圧Ｖｒの基本周波数成分Ｖｒｆ１にオフセットとしてＶｒ（ｔ）の平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した値を表す。
この基本周波数成分Ｖｒｆ１に平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した値が増加中に、平均値Ｖｒ．ａｖｅと交差する瞬間をＢ点と呼ぶ。

この視聴覚制御装置５０では、ループ番号０のＡ点の瞬間から光の刺激２００を出力するように制御しているので、ＬＣＤ素子６０の応答がＬＥＤ素子と同様な高速応答であれば、Ａ点とＢ点はほとんど重複する。しかし実際にはＬＣＤ素子６０の応答がきわめて遅いため、Ｂ点はＡ点よりも遅れてしまう。
そこで、Ａ点からＢ点までの位相の遅れを「光の位相遅れθＬ」と呼び、実際のＬＣＤサングラス１０のＬＣＤ素子６０の計測結果を実施例１と実施例２と実施例３と実施例５に示す。

図２（ｅ）の下から４段目（つまり最上段）は、音の刺激２１０である。これはこの視聴覚制御装置５０から聴覚刺激器４０としてのイヤホン１６８などの音響機器へ音の刺激２１０を発生させるタイミングを示す。この発音体１６０から音の刺激２１０の発生を繰り返すタイミングの始点をＣ点と呼ぶ。
図示したＢ点からＣ点までの位相差が「光と音の位相差Δθ」であり、治療目的に適する値を設定して使用する。
また、Ａ点からＣ点までの位相差を「音の位相遅れθｓ」と呼び、これは実施例４に示すように視聴覚制御装置５０の制御プログラムで制御することができる。

したがって、図２（ｅ）のＡ点、Ｂ点、Ｃ点の位置関係から、ＬＣＤサングラス１０の治療効果を安定化させるために重要な３つの数値の間にはΔθ＝θｓ－θＬの関係があることが明らかとなる。
すなわち、光と音の位相差Δθを設定し、一定の値の範囲に保つ管理を実現するためには、制御困難な光の位相遅れθＬの数値を正確に予測するとともに、予測したθＬの値に応じて、比較的制御が容易な音の刺激２１０を発生させるタイミングθｓを自動調整すればよい。これが本発明における課題を解決するポイントであり、重要な技術思想である。

≪２．「光の位相遅れθＬ」の定量的な把握≫
本発明ではＡ点、Ｂ点、Ｃ点を確定することでΔθ、θｓ、θＬの３つの重要な数値が確定する。
Ａ点は視聴覚制御装置５０から位相同期信号Ｓを出力し、その矩形波が０から１へ立ち上がる瞬間をデジタルオシロスコープＯＳＣで観測すれば把握できる。
Ｃ点は視聴覚制御装置５０から聴覚刺激器４０へ音の刺激２１０を出力する瞬間をデジタルオシロスコープＯＳＣで観測すれば把握できる。
ところがＢ点は、ＬＣＤ素子６０を透過する光の強さＶｒの波形ではなく、「Ｖｒの基本周波数成分Ｖｒｆ１にＶｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した波形が増加中に、平均値Ｖｒ．ａｖｅと交差する瞬間」のタイミングを計測する必要があるが、これはデジタルオシロスコープＯＳＣで直接的に観測して把握することはできない。
以下では、「光の位相遅れθＬ」の定量的な把握方法について詳細に説明する。

図３は、基本周波数成分の時系列波形の抽出手順を示す図である。つまり、Ｂ点を計測するために、「Ｖｒの基本周波数成分Ｖｒｆ１にＶｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した波形が増加中に、平均値Ｖｒ．ａｖｅと交差する瞬間」のタイミングを数学解析ソフトＭＡＴＬＡＢ（登録商標）を用いて計測する手段を説明する図である。

図３（ａ）は、入力数２チャンネルのデジタルオシロスコープＯＳＣを用いて、電圧Ｖｒと位相同期信号Ｓを同時にデータ採取する図である。２つの時系列波形は、デジタルオシロスコープＯＳＣに内蔵されたサンプリング周波数１０ＫＨｚの高速なＡＤ変換器を使って各チャンネルごとに８０００点のデータを採取し、ＣＳＶファイルの形式でメモリ媒体ＵＳＢに書き込む。ちなみにデジタルオシロスコープＯＳＣとしては、岩崎通信機製の型式ＤＳ－５１０５Ｂを使用している。
このＣＳＶファイルをパソコンＰＣにインストールしたＭＡＴＬＡＢを使って、以下の手順で解析する。

解析対象波形（電圧Ｖｒ）と基準波形（位相同期信号Ｓ）の２つのデータに対して、以下の通り同じ手順で解析処理を行う。図３（ｂ）には基準波形（位相同期信号Ｓ）の処理例を示す。
（１）採取したデジタルデータに、ＭＡＴＬＡＢの関数ｆｆｔ（高速フーリエ変換）を適用する。
（２）ＦＦＴ結果の周波数スペクトルを描画する。
（３）ＦＦＴ結果から４０Ｈｚ成分に相当する共役複素数の２つのデータと直流成分のデータ以外を消去する。
（４）周波数スペクトルを描画して、４０Ｈｚ成分と直流成分だけが残存していることを確認する。
（５）ＭＡＴＬＡＢの関数ｉｆｆｔ（逆高速フーリエ変換）を行う。
これにより、「元波形の基本周波数成分（４０Ｈｚ）に元波形の平均値を加算した波形」が得られる。

図３（ｃ）には、上述の手順で計測した位相同期信号Ｓを実線の矩形波で示し、ＭＡＴＬＡＢで抽出した「位相同期信号Ｓの基本周波数成分にＳの平均値を加算」した波形を点線の正弦波で示す。
図示するように、デューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の位相同期信号Ｓと基本周波数成分Ｖｓｆ１とは位相が合致する。また、「位相同期信号Ｓの基本周波数成分Ｖｓｆ１にＳの平均値Ｖｓ．ａｖｅを加算した波形」が上昇中にＳの平均値Ｖｓ．ａｖｅと交差する点（つまりＡ点）は、位相同期信号Ｓが論理値０から論理値１へ立ち上がる瞬間と合致している。

同様の処理を解析対象波形（電圧Ｖｒ）に行えば、図２（ｅ）の下から３段目（つまり上から２段目）に示すＶｒとその基本周波数Ｖｒｆ１の波形に平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した波形を得ることができる。
したがって、「Ｖｒの基本周波数成分Ｖｒｆ１にＶｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した波形が増加中に、平均値Ｖｒ．ａｖｅと交差する瞬間」をＢ点としてＭＡＴＬＡＢのグラフ上に描画できる。

以上のように、同時に採取した解析対象波形（電圧Ｖｒ）と基準波形（位相同期信号Ｓ）の２つのデータからＡ点とＢ点を特定できるので、Ａ点とＢ点の位相差を図２（ｅ）に示すように「光の位相遅れθＬ」としてＭＡＴＬＡＢのグラフ上で手作業で計測することができる。

ただし、上記の説明のようにグラフに描画した波形を見ながらＡ点とＢ点を手作業で確認して時間差を読み取って「光の位相遅れθＬ」を計測するのは、計算結果を検算する場合に行う作業である。
実際には、ＭＡＴＬＡＢの関数ｘｃｏｒｒ（相互相関関数）を用いて「Ｖｒの基本周波数成分の正弦波Ｖｒｆ１」と「位相同期信号Ｓの基本周波数成分の正弦波Ｖｓｆ１」の相互相関関数を演算し、その数値が位相差±１８０度の範囲で最大値となるシフト量（デジタルオシロスコープＯＳＣでの計測で用いたサンプリング周波数１０ＫＨｚに対応）を求めれば、位相同期信号Ｓに対するＶｒの基本周波数成分の位相遅れ量を自動計算できる。これが光の位相遅れθＬに相当する。
手動作業であれ自動計算であれ、このようにして、「光の位相遅れθＬ」を定量的に把握することができる。

＜実験装置の説明＞
以上のように、数学用解析ソフトＭＡＴＬＡＢを用いて計測データから「光の位相遅れθＬ」を自動解析する準備ができたので、次は実験装置のハードウエアとソフトウエアを説明する。

図４は、本発明の実施例に共通するハードウエアに関する説明である。
図４（ａ）は、本発明の実施例に共通の制御用ハードウエアの構成である。制御用マイクロコンピュータには（株）秋月電子通商のＥＳＰ－ＷＲＯＯＭ－０２開発キットと１２ＢｉｔＤ／ＡコンバータのＭＣＰ４７２５を使用し、Ａｒｄｕｉｎｏ（登録商標）でソフトウエア開発を行った。
外部の５Ｖのモバイル電池またはＡＣアダプターからＤＣジャックと逆接続防止ダイオードＤ１を介してＤＣ／ＤＣレギュレータで＋Ｖｃｃ＝５．０Ｖの正確に安定化された電源を供給する。
制御用マイクロコンピュータの操作入力は、可変抵抗器ＶＲ１から電圧がアナログ入力端子ＡＩ１に入力され、トグルスイッチＳＷ１と押しボタンスイッチＳＷ２からデジタル入力端子ＤＩ１とＤＩ２へ論理値１または０が入力される。

制御用マイクロコンピュータの制御出力は、アナログ出力端子ＡＯ１からＬＣＤ素子６０への印加電圧の絶対値を出力し、デジタル出力端子ＤＯ１からＬＣＤ素子６０への印加電圧の極性反転指令を出力する。ＬＣＤ素子６０の駆動特性のメーカ推奨仕様に適合させるように極性反転された正または負の電圧は、１つのＬＣＤ素子６０の２つの入力端子の間へ駆動電圧として供給される。ＬＣＤ素子６０を複数用いる眼鏡型のサングラスでは、図４（ａ）のように左右のＬＣＤ素子６０ＬとＬＣＤ素子６０Ｒを並列接続できる。
なお、左右のＬＣＤ素子６０の特性が異なる場合には左右のＬＣＤ素子６０に別々の駆動電圧の波形を供給する制御手段を設けることもできるが、部品点数が増えるので、左右のレンズには実施例で説明する「光の位相遅れθＬ」の近似式に関する特性が揃ったＬＣＤ素子６０を用いて並列接続することがコスト対策上は望ましい。
デジタル出力端子ＤＯ２とＤＯ３は音の刺激２１０を出力する。この実験装置は多様な神経疾患を治療する目的で複数の基本周波数の光の刺激２００と音の刺激２１０を発生できる構造になっており、例えば基本周波数としてｆ１＝４０Ｈｚとｆ２＝１０Ｈｚの２つの光の刺激２００を含んだ波形をＬＣＤ素子６０から発生する場合、それぞれのデジタル出力端子から２つの音刺激のタイミングでクリック音を出力し、イコライザＥＱ１とＥＱ２でそれぞれの刺激音の音質を調整して聞き分けられるようにする。
たとえば基本周波数ｆ１＝４０Ｈｚは低音と中音で「トントン、カンカン」という音質のクリック音によって繰返し周期４０Ｈｚで鳴らし、基本周波数ｆ２＝１０Ｈｚでは中音と高音で「カンカン、キンキン」という音質のクリック音によって繰返し周期１０Ｈｚで鳴らす。両方の音をミックスしてアンプＡｍｐでイヤホン１６８などの聴覚刺激器４０を駆動する。
以下では説明を簡単にするため１つの基本周波数ｆ１だけを使う場合についての実験事例を詳しく紹介するが、基本周波数が複数ある場合でも、それぞれの基本周波数ｆ１とｆ２についてそれぞれ個別に同様の手順で音の刺激２１０を発生するタイミングを制御すればよい。
このように、２つの基本周波数ｆ１とｆ２を持つ光の刺激２００と音の刺激２１０を発生できる構造になっているため、デジタル医薬としての臨床応用のみならず位相振幅結合（ＰＡＣ）に関する学術研究用の機材としても利用することが可能である。
デジタル出力端子ＤＯ４は、位相同期信号Ｓを出力する。

この図４（ａ）の回路全体が視聴覚制御装置５０の事例であり、図中に書き込んである比透過率計測回路５５については図１（ｃ）および図３（ａ）で説明したものと同じ回路構成であるが、これを視聴覚制御装置５０に組み込んでもよいし除外しても良い。組み込めば本発明の実験と同じデータを採取できるので、ＬＣＤサングラス１０のメンテナンスがやりやすい高付加価値な商品になり、除外すればコストを抑えた廉価な価格優先の商品となる。
デジタル出力端子ＤＯ４から出力される位相同期信号Ｓは、ＬＣＤサングラス１０の商品の製造と調整の段階で品質管理に利用できる。さらに、上記の比透過率計測回路５５を視聴覚制御装置５０に組み込んでおけば、販売後の経時変化や長期的な品質保証を行う際に有用なデータを採取できる。その場合、発光ダイオードＤ２と照度センサ（フォトトランジスタ）Ｔｒ７を、レンズ８０としてのＬＣＤ素子６０を挟むように防塵・防水処理を行った上でＬＣＤサングラス１０に固定して組み込めばよい。
あるいはＤ２とＴｒ７をレンズ８０の出射側に設け、レンズ８０の入射側に反射物（例えば小さな鏡）を設けて反射させることにより、レンズ８０の明滅によるＶｒを計測してもよい。逆に、Ｄ２とＴｒ７をレンズ８０の入射側に設け、レンズ８０の出射側に反射物（例えば小さな鏡）を設けて反射させてもよい。
さらに、Ｄ２とＴｒ７の間で目に見えない赤外線だけを使うことにより、治療中にレンズ８０としてのＬＣＤ素子６０の明滅に伴ってＤ２が発光する光が治療の妨げにならないようにすることができる。

ＬＣＤサングラス１０に組み込んだ比透過率計測回路５５と視聴覚制御装置５０を接続する電線は、常時接続であってもよいし、メンテナンス作業時だけに接続するようにしてもよい。
また、比透過率計測回路５５は、１つのＬＣＤサングラス１０に１組だけを設けるのではなく、左右両眼のレンズ８０としての１つのＬＣＤ素子６０ごとに１組ずつ設けてＬＣＤ素子６０ごとの劣化を検査してもよいし、１つのＬＣＤ素子６０ごとに複数組を設けてＬＣＤ素子６０の部分的な劣化を検査してもよい。ＬＣＤ素子６０の経年変化や劣化の状況を計測し、あるいは定期検査を行って、品質保証のデータを採取することにより、ＬＣＤ素子６０の老朽化をすみやかに発見でき、修理や新品購入を顧客（患者、医療機関、介護施設など）に提案する営業活動が容易になる。

図４（ｂ）は、ＬＣＤサングラス１０のレンズ８０として組み込むＬＣＤ素子６０に印加する電圧の極性を、例えば２００Ｈｚで正負に反転させながら、印加電圧の絶対値を０Ｖから５Ｖまでの範囲で概ね０．２５Ｖ刻みで変えて、透過光Ｌｏの明るさを比透過率計測回路５５の照度センサ（フォトトランジスタ）のエミッタ抵抗器Ｒ２５の両端の電圧降下Ｖｒで計測した。さらに、計測したＶｒを最大値Ｖｒｍａｘで正規化して比透過率Ｐ＝Ｖｒ／Ｖｒｍａｘ×１００％として算出した。

印加電圧の絶対値が０Ｖのときの比透過率ＰをＰ＝１００％とすれば、印加電圧の絶対値が２．４８Ｖのとき、比透過率Ｐの計測値は６５．６％である。 つまり、この図４（ｂ）は、印加電圧の絶対値に対応した比透過率Ｐの計測値のグラフであり、以下では写像グラフ７０と呼ぶ。

図４（ｃ）は、ＬＣＤ素子６０の透過率制御を行う際に、所望の比透過率Ｐを達成したい場合に印加すべき電圧の絶対値を算出するためのグラフである。これは前述の写像グラフ７０の縦軸と横軸を入れ替えて描いたもので、以下では逆写像グラフ７５と呼ぶ。
例えば、透過率制御において比透過率Ｐ＝６５．６％を目標値とする場合には、ＬＣＤ素子６０に印加すべき電圧の絶対値は２．４８Ｖである。
もし比透過率Ｐの目標値として写像グラフ７０の特性計測試験を行った際の計測点と計測点の間にある値を使用したい場合には、逆写像グラフ７５を横軸の比透過率Ｐの目標値ごとに複数の区間に分け、区間ごとに近似式を作成して、縦軸の印加電圧の絶対値を算出すればよい。
計測区間を細かく分け、多数の点で写像グラフ７０の特性計測試験を行った場合には、「近似式」ではなく「計測点間の内挿」によって縦軸の印加電圧の絶対値を算出することもできる。

本発明の各実施例の実験に使用するＬＣＤ素子６０に関する逆写像グラフ７５を表す近似式Ｙ＝Ｆ（Ｘ）の例としては、比透過率Ｐ（％表示）の目標値をＸとして、Ｘの２つの範囲ごとに下記の近似式を使い分けることで、印加電圧（ボルト表示）の絶対値をＹとして算出できる。
１）Ｘ＜＝９９％の場合
Ｙ ＝ －０．００００１×Ｘ＾３＋ ０．００１９×Ｘ＾２ － ０．１３６９×Ｘ ＋ ６．１２７６
なお、Ｘ＾３はＸの３乗を表す。
２）Ｘ＞９９％の場合
Ｙ ＝ －１．５１０３×Ｘ ＋ １５１．０３

なお、印加電圧を変えて透過率を制御するＬＣＤ素子６０としては様々な形式あるいは内部構造の素子が公知であるが、本発明においては写像グラフ７０と逆写像関係にある逆写像グラフ７５を使用する必要があるため、写像グラフ７０において単調増加あるいは単調減少の特性を示す区間を選んで使用する。

＜時間変数の制御フロー＞
図５は、本発明の実施例に共通するソフトウエア構成を示す。
図５（ａ）は、実施例に共通の時間管理変数のフローチャートを説明する。
ステップＳ１０では、Ａｒｄｕｉｎｏの起動時点からのマイクロ秒単位の経過時間を関数ｍｉｃｒｏ（）で読み込んで、最新のループ開始時間ｔｉｍｅ＿Ｌｏｏｐに代入する。また、ループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍを０に設定する。

ステップＳ２０では、関数ｍｉｃｒｏ（）で起動後の経過時間を読んで、もし起動後の経過時間が１時間以上であれば、周期２５．０ミリ秒で繰り返す制御ループを終了させて脱出する目的でステップＳ１００へ進む。そのステップＳ１００では、永久ループに入るのでステップＳ３０以降の制御ループへは進まない。
そうでなければ制御ループに進入するためにステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０は、サンプリング間隔を０．２５ミリ秒に整えることを目的とする。
現在の経過時間を関数ｍｉｃｒｏ（）で読んで、最新のループ開始時間ｔｉｍｅ＿Ｌｏｏｐと比較する。その結果、現在の経過時間が最新のループ開始時間ｔｉｍｅ＿Ｌｏｏｐから０．２５ミリ秒以上経過していなければ、ステップＳ３０でループして待機する。
ループして待機している間に、最新のループ開始時間ｔｉｍｅ＿Ｌｏｏｐから０．２５ミリ秒以上経過したことを検知したら、現在の経過時間を最新のループ開始時間ｔｉｍｅ＿Ｌｏｏｐに代入して、ステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０は、この事例では光と音の繰返し周期を基本周波数ｆ１＝４０Ｈｚに対応する２５ミリ秒で管理することを目的とする。すなわち、ループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍの値を０から９９までの数値に整えることで、１周期を１００回のループで回るように管理する。
そのためには、まずループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍを１つ増やした後、もしループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍが最大値の９９を超えていれば０に書き換える。次にステップＳ５０へ進む。
ちなみに、光と音の刺激が複数の基本周波数を持っている場合には、例えば基本周波数ｆ１＝４０Ｈｚのほかに基本周波数ｆ２＝１０Ｈｚに対応する１００ミリ秒でも管理するために、新たな変数としてループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍ＿ｆ２を追加し、その値を０から３９９までの数値に整えることで、基本周波数ｆ２＝１０Ｈｚに対応する１周期を４００回のループで回る管理を追加できる。

ステップＳ５０は、ＬＣＤ素子６０の駆動電圧の極性反転指令として例えば２００Ｈｚ（周期５ミリ秒）のデューティ比５０％の矩形波として出力することを目的とする。すなわち、１サンプリング間隔が０．２５ミリ秒の制御ループを２０回だけ経過すると１周期である。具体的には、極性ループ番号ＰＬｏｏｐ＿Ｎｕｍの値を０から１９までの数値に整えることで、１周期を２０回のループで回るように管理する。
そのためには、まず極性ループ番号ＰＬｏｏｐ＿Ｎｕｍを１つ増やした後、もし極性ループ番号ＰＬｏｏｐ＿Ｎｕｍが最大値の１９を超えていれば０に書き換える。
さらに、極性ループ番号ＰＬｏｏｐ＿Ｎｕｍが０から９の間にあるときには極性指令Ｉｎｖ＿Ｐｏｌａｒｉｔｙに１を代入し、それ以外の場合は極性指令Ｉｎｖ＿Ｐｏｌａｒｉｔｙに０を代入する。
そのうえで、極性指令Ｉｎｖ＿Ｐｏｌａｒｉｔｙの１または０の値は、ＬＣＤ素子６０の駆動電圧の極性指令としてデジタル出力ＤＯ１から出力する。次にステップＳ６０へ進む。

ステップＳ６０では、各実施例の基本周波数を０．１Ｈｚ単位の分解能で設定することを目的とする。
そのために、関数ｍｉｃｒｏ（）で起動後の経過時間を利用して、浮動小数点（ｆｌｏａｔ）の変数として周期１０．０秒の起動後時間ｔｉｍｅ＿１０Ｓ（単位は秒）を生成する。
具体的には、関数ｍｉｃｒｏ（）で起動後の経過時間（単位はマイクロ秒）を読み、１０秒（単位をマイクロ秒に換算した値）で割った余りを秒単位の浮動小数点（ｆｌｏａｔ）の変数に直して周期１０．０秒の起動後時間ｔｉｍｅ＿１０Ｓへ代入する。この変数は、１０秒周期の繰返し時間（秒単位）として使う。
基本周波数の周期の整数倍が１０秒に合致しない場合には１０秒ごとに位相調整を行うが、具体的には、１つあるいは複数の基本周波数ごとに１０秒経過時の正弦関数（Ｓｉｎ）などの時間関数の位相を次の１０秒の開始時に継承する処理も行う。

ステップＳ７０は、透過率制御の目標値を、ループ番号を指標（インデックス）とする配列で指定する実施例で使う。
すなわち、この事例ではループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍが０～９９であるため、１００個の要素を持つ配列を用いて各ループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍごとに目標値を指定することができる。

ステップＳ８０は、透過率制御の目標値を、１０秒周期の繰返し時間（秒単位）としての周期１０．０秒の起動後時間ｔｉｍｅ＿１０Ｓを用いて時刻指定する実施例で使う。
基本周波数が１つだけの場合には、ｔ＝ｔｉｍｅ＿１０Ｓとして、基本周波数ｆ１を持つ透過率制御の目標値Ｐ（ｔ）＝ｙ［％］を、例えば、ｙ＝［ｓｉｎ（２π×ｆ１×ｔ＋φ１）＋１］／２×１００のように時間関数で定義することができる。なみに、基本周波数がｆ１＝４０Ｈｚだけの事例では、基本周波数の周期（２５ミリ秒）の整数倍が１０秒に合致するので、正弦関数（Ｓｉｎ）の時間関数の位相をφ１＝０とすることができる。
また、２つの基本周波数ｆ１とｆ２を持つ透過率制御の目標値Ｐ（ｔ）＝ｙ［％］を、例えば、ｙ＝［ｓｉｎ（２π×ｆ１×ｔ＋φ１）＋ｓｉｎ（２π×ｆ２×ｔ＋φ２）＋２］／４×１００のように時間関数で定義することができる。ここで、基本周波数を０．１Ｈｚ単位の分解能で設定して、例えばｆ１＝４０．１Ｈｚ、ｆ２＝１０．２Ｈｚとすることができ、φ１とφ２はステップＳ６０で記載した１０秒ごとに継承する正弦関数（Ｓｉｎ）の位相である。

ステップＳ９０は、各実施例に個別の処理（サブルーチン）であり、詳細は各実施例で説明する。
なお、位相同期信号Ｓとクリック音の出力ルーチンは、各実施例ごとのステップＳ９０の処理フローの中に記載した。

＜制御目標の２種類の設定方法：番号指定方式と時刻指定方式＞
図５（ｂ）は、ステップＳ７０に対応する「番号指定方式」の制御目標の事例であり、ループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍに対応する制御目標値の数値をメモリ上に配列で定義する。
番号指定方式は、ステップＳ９０に含まれる位相同期信号Ｓのループ番号ごとの出力値を指定する場合にも適用できる。図５（ｂ）には位相同期信号Ｓのループ番号０番から４９番までの５０個には数値５を設定し、ループ番号５０番から９９番までの５０個には数値０を指定する例を示している。

図５（ｃ）は、ステップＳ８０に対応する「時刻指定方式」の制御目標を描画した事例であり、例えば図示の２つの基本周波数ｆ１、ｆ２を持つ制御目標値の数値を、時刻ｔ＝ｔｉｍｅ＿１０Ｓで定義した正弦関数（Ｓｉｎ）などを含む時間関数としてＬＣＤサングラス１０から光の刺激２００として発生させることができる。
図５（ｃ）は、図５（ａ）のステップＳ８０の右欄に記載したように、基本周波数ｆ１＝４０．０Ｈｚと基本周波数ｆ２＝１０．０Ｈｚの正弦波の線形和を時間ｔに対する正弦関数（Ｓｉｎ）を用いて制御目標ｙとして設定した出力の例を示すもので、繰返し時間の０秒目から０．１秒が経過する間に、基本周波数ｆ１＝４０．０Ｈｚの４周期分と、基本周波数ｆ２＝１０．０Ｈｚの１周期分が含まれる。

図６は、電圧波形が矩形波で、透過率制御の目標値としての電圧値（または比透過率）のデューティ（Ｄｕｔｙ）比を変更する実施例１のハードウエア構成である。
図６（ａ）は、図４（ａ）の共通ハードウエアのうち実施例１で使用する部分だけを描いたものである。アナログ入力端子ＡＩ１とアナログ出力端子ＡＯ１は使用せず、音の刺激２１０は音質調整のイコライザＥＱ１も省略してデジタル出力端子ＤＯ２だけから出力し、不要になったデジタル出力端子ＤＯ３はＬＣＤ素子６０を駆動する矩形波の絶対値を指定するための論理値を出力している。

図６（ｂ）は、矩形波の波形の指定を電圧でも比透過率Ｐでも行えることを示す逆写像グラフ７５である。印加電圧の絶対値で指定する場合は下限値の電圧（Ｔｒ５の特性に依存するが約０．４Ｖ）または上限値の電圧（５．０Ｖ）を指定する。矩形波の波形の指定を比透過率Ｐで行う場合は、下限値の電圧に対応するＰ＝１００％または上限値の電圧に対応するＰ＝１２％である。デジタル出力端子ＤＯ３から論理値１または０を出力して矩形波のデューティ（Ｄｕｔｙ）比を指定する。

図６（ｃ）は、２チャンネル同時にデータ採取する位相同期信号Ｓの矩形波の波形Ｖｓ＝目標値Ｐ（ｔ）とした場合における、図１（ｃ）のエミッタ抵抗器Ｒの両端の電圧降下Ｖｒ（透過光Ｌｏの波形に相当する）を描いたものであり、それぞれの基本周波数の波形と平均値もＶｓとＶｒのグラフに重ね書きしてＡ点とＢ点を示した。
実施例１は、図３で説明した手順にしたがって矩形波のデューティ（Ｄｕｔｙ）比の水準を変えながらデータ採取し、ＭＡＴＬＡＢを使ってＡ点からＢ点までの位相遅れθＬを算出する。
なお、解析の際には、ＬＣＤ素子６０のレンズ８０の明るさを示すＶｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅと、基本周波数成分の片振幅Ｖｒａを算出し、レンズ８０のちらつきの強さを示す閃光比＝Ｖｒａ／Ｖｒ．ａｖｅも算出する。

図７は、電圧波形が矩形波で、Ｄｕｔｙ比を変更する実施例１のフローチャートを示す。実施例１ではＳＷ１とＳＷ２の組み合わせで実験水準を選択し、ＬＣＤ素子６０を駆動する波形の指定方法は図５（ｂ）で説明した番号指定方式を使った。
図７（ａ）はデューティ比＝８０％で明るくなる場合の番号指定方式の配列のデータを示す。印加電圧＝０ＶでＬＣＤ素子６０のレンズ８０は明るくなり、印加電圧＝５Ｖで暗くなる。図７（ｂ）はデューティ比＝５０％、図７（ｃ）は２０％で明るくなる波形の事例を示す。ちなみに図６（ｂ）の逆写像グラフに示すように、印加電圧０Ｖの代わりに０．４Ｖを出力してもレンズの明るさの比透過率ＰはＰ＝１００％である。
図７（ｄ）はＳＷ１とＳＷ２の組み合わせで実験水準を選択する対応表である。この表ではデューティ比＝２０％、５０％および８０％から選択する例を示すが、同様にして３０％、４０％、６０％、７０％についても番号指定方式の配列のデータで波形を作成して計測実験を行った。

図７（ｅ）のステップＳ１０からステップＳ７０およびステップＳ１００は、図５（ａ）で説明したフローチャートのうち図５（ｂ）の番号指定方式に必要な時間変数の管理に必要な部分を使用したので、重複する説明は省略する。
ステップＳ９０は実施例１に特有な処理内容であり、ステップＲ１０でスイッチＳＷ１とＳＷ２を読み、ステップＲ２０からステップＲ６０までで図７（ｄ）に従って実験水準に対応した動作を選択する。ステップＲ７０では、デューティ比ごとの番号指定方式の配列データにもとづいて、ループ番号に相当する印加電圧の絶対値を供給すべくデジタル出力端子ＤＯ３から論理値１または０を出力する。
ステップＲ８０では、図５（ｂ）の番号指定方式の配列データにもとづいて、ループ番号ごとの位相同期信号Ｓを出力する。実施例１は計測実験用なのでクリック音の発生は省略できるが、実施例を製品に応用する場合にはステップＲ８０でクリック音も出力する（詳細は実施例４を参照）。

図８は、印加電圧の絶対値の矩形波について、デューティ比を変更した実施例１の解析事例である。
図８（ａ）は、実験と解析で採取した計測値であり、データを比較しやすくするため、デューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の実験水準を「基準形」と呼ぶことにする。
図８（ｂ）は、デューティ比＝５０％の基準形から１０％づつデューティ比を増減した実験水準における光の位相遅れθＬの解析結果である。θＬはデューティ比に対してほぼ線形に－３３．１度から＋７７．８度まで大幅に変化する。

図８（ｃ）は、電圧Ｖｒの平均値であり、透過光Ｌｏの明るさの平均値でもあり、比透過率Ｐの平均値の変化の傾向でもある。つまりＬＣＤ素子６０のレンズ８０の明るさの変化を示す図でもある。デューティ比＝２０％から８０％の範囲では、波形が若干は歪むものの、明るさはほぼ線形に変化する。
図８（ｄ）は、基本周波数Ｖｒｆ１の片振幅を表示したものであり、デューティ比＝５０％の基準形が最も大きいことがわかる。
図８（ｅ）は、レンズ８０のちらつきの程度を表す指標としての閃光比＝片振幅／平均値であり、デューティ比が３０％で頭打ちになり、それ以上デューティ比を下げてもレンズ８０のちらつきを強くできない。

実施例１の解析結果は、デューティ比の数値に起因した変化だけでなく、実験に使用したＬＣＤ素子６０の応答特性の影響も受ける。光の位相遅れθＬのデータは実際の商品に組み込むＬＣＤ素子６０ごとのバラツキもありうるので、ＬＣＤサングラス１０を製造する際の調整工程で今回のような計測と解析を行って、音の刺激２１０を出力するタイミング（θｓ）を自動調整するための基礎データとすることが望ましい。
なおサングラスの右目と左目のレンズ８０のＬＣＤ素子６０の特性のバラツキが大きすぎると、左右のレンズ８０への駆動電圧を別々に供給する必要が生じてＬＣＤサングラス１０の商品設計における部品点数が増えるので、左右のレンズ８０には特性が揃ったＬＣＤ素子６０を使うことが望ましい。

図９は、電圧波形が矩形波で、透過率制御の目標値としての電圧の上限値か下限値のどちらか一方だけを調整する実施例２のハードウエア構成である。
図９（ａ）は、図４（ａ）の共通ハードウエアのうち実施例２で使用する部分だけを描いたものである。アナログ入力端子ＡＩ１は使用せず、音の刺激２１０は音質調整のイコライザＥＱ１も省略してデジタル端子ＤＯ２だけから出力する。ＬＣＤ素子６０を駆動する矩形波の絶対値の電圧はアナログ出力端子ＡＯ１から出力する。

図９（ｂ）は、比透過率Ｐと印加電圧の絶対値との対応関係を示す逆写像グラフ７５であり、比透過率Ｐ＝１００％、８０％、６０％、４０％、２０％および１２％に対応する電圧が、それぞれ図示のように０．０Ｖと１．０Ｖ、２．２Ｖ、２．６Ｖ、３．０Ｖ、４．０Ｖ、５．０Ｖを上限値または下限値として試験水準を変更する。

図９（ｃ）は、２チャンネル同時にデータ採取する位相同期信号Ｓと図１（ｃ）のエミッタ抵抗器Ｒの両端の電圧降下Ｖｒ（透過光Ｌｏの波形に相当する）のそれぞれの基本周波数成分のＶｓｆ１とＶｒｆ１だけを描いたもので、図６（ｃ）から抜粋したグラフである。

図９（ｃ）のＶｓｆ１が上昇しながら横軸（Ｖｓｆ１の平均値としてのＶｓｆ１．ａｖｅ＝０）を横切る点がＡ点であり、Ｖｒｆ１が上昇しながら横軸（Ｖｒｆ１の平均値としてのＶｒｆ１．ａｖｅ＝０）を横切る点がＢ点になっていることを図６（ｃ）と比較してご確認いただきたい。
このように、位相同期信号ＳのＶｓと電圧降下Ｖｒの、それぞれの基本周波数成分が増加中に平均値＝０と交差する点をそれぞれＡ点、Ｂ点と定義しても、図２（ｅ）や図６（ｃ）でそれぞれの平均値を加算したグラフを用いたＡ点、Ｂ点の定義と同じ点を示す。これはＡ点とＢ点を簡単に特定する方法である。

あるいは、デューティ比＝５０％の位相同期信号Ｓと同じタイミングで、基本周波数の周期の始点にあたるループ番号０の瞬間に視聴覚制御装置５０から短いパルス出力を立ち上げて、その短いパルス出力が立ち上がる瞬間をＡ点と定義しても良い。
すなわち、Ａ点とは、視聴覚制御装置５０が予め指定した周期で制御を繰り返すタイミングの始点（位相角０度、あるいはループ番号０番）を示す点である。一方、Ｂ点とは、ＬＣＤサングラス１０のＬＣＤ素子６０から光の刺激２００の発生を繰り返すタイミングの始点を示す点である。
なお、本発明の各実施例では、基本周波数ｆ１＝４０Ｈｚとすれば、１周期３６０度を１００分割したループ番号０番の期間中に相当する０．２５ミリ秒のサンプリング間隔に起因した誤差（３６０度／１００分割＝３．６度）が含まれる。誤差を小さくするにはサンプリング間隔を０．２５秒よりも小さくできる高速な制御用マイクロコンピュータを採用すればよいが、治療器具の価格上昇要因になる。

図１０は、電圧波形が矩形波で、上限値か下限値を変更する実施例２のフローチャートを示す。ＳＷ１で実験の電圧水準の上げ下げの方向を指示し、押したＳＷ２を離した瞬間に電圧水準を変更する。この実施例では、ＬＣＤ素子６０を駆動する波形は全てデューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％とし、図５（ｂ）の番号指定方式で波形を指定した。
なお、上限値か下限値について電圧ごとの実験水準を合計１０段階に設定するだけでなく、実施例１と同様にデューティ（Ｄｕｔｙ）比を２０％から８０％まで合計７段階に変更する実験水準も掛け合わせて、合計７０（＝１０×７）段階の実験水準ごとの図５（ｂ）の番号指定方式で波形を指定してデータ採取することもできる。
しかし、実施例１では説明を簡単にするため、デューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の場合だけを説明する。

図１０（ａ）の中段の図は、電圧波形の矩形波の上限値を５Ｖ、下限値を０Ｖとしたデューティ比＝５０％の波形であり、これを試験水準の基準形とする。このときのＶｒとＶｒｆ１の波形を図１０（ｂ）の中段に示す。
図１０（ａ）の上段の図は、矩形波の上限値を試験水準の電圧で可変とし、下限値を０Ｖに固定したデューティ比＝５０％の電圧波形である。この条件ではＬＣＤ素子６０のレンズ８０は試験水準の基準形よりも明るくなる。このときのＶｒとＶｒｆ１の波形を図１０（ｂ）の上段に示す。
図１０（ａ）の下段の図は、矩形波の上限値を５Ｖに固定し、下限値を試験水準の電圧で可変としたデューティ比＝５０％の電圧波形である。この条件ではＬＣＤ素子６０のレンズ８０は試験水準の基準形よりも暗くなる。このときのＶｒとＶｒｆ１の波形を図１０（ｂ）の下段に示す。

図１０（ｃ）のステップＳ１０からステップＳ７０およびステップＳ１００は、図５（ａ）で説明したフローチャートのうち図５（ｂ）の番号指定方式に必要な時間変数の管理に必要な部分を使用したので、重複する説明は省略する。
ステップＳ９０は実施例２に特有な処理内容であり、ステップＲ１０でスイッチＳＷ１とＳＷ２を読み、ステップＲ２０からステップＲ６０においてＳＷ１で実験の電圧水準の上げ下げの方向を指示し、押したＳＷ２を離した瞬間に電圧水準を変更する。なお、図１０（ｃ）は下限値のみ変更する実験用のフローチャートであり、上限値のみ変更する実験ではステップＲ４０とステップＲ６０の「下限値」を「上限値」に書き換える。
ステップＲ７０では、デューティ比＝５０％の番号指定方式の配列データにもとづいて、ループ番号に相当する印加電圧の絶対値の上限値または下限値を書き変えて、試験水準の電圧で出力する。
ステップＲ８０では、図５（ｂ）の番号指定方式の配列データにもとづいて、ループ番号ごとの位相同期信号Ｓを出力する。実施例２は計測実験用なのでクリック音の発生は省略するが、製品に応用する場合にはステップＲ８０でクリック音も出力する（詳細は実施例４を参照）。

図１１は、電圧波形が矩形波で、上限値か下限値を変更する実施例２の解析事例である。
図１１（ａ）は、実験と解析で採取した計測値であり、矩形波の上限値を５Ｖ、下限値を０Ｖとしたデューティ比＝５０％の波形を試験水準の「基準形」と記載している。
図１１（ｂ）は、上限値５Ｖの基準形から上限電圧を下げた実験水準における光の位相遅れθＬの解析結果である。θＬは２３．０度から５６．２度まで大きく変化することが判明した。透過率制御の目標値としての電圧波形はどの水準もデューティ比＝５０％の矩形波で同一であるため、この光の位相遅れθＬの大きな変化は、今回の実験に使用したＬＣＤ素子６０の非線形性と応答性に起因するものと思われる

図１１（ｃ）は、電圧Ｖｒの平均値であり、透過光Ｌｏの明るさの平均値、あるいは比透過率Ｐの明るさの変化の傾向を示す。上限値５Ｖの基準形から上限電圧を下げると、明るさが増加する。
図１１（ｄ）は、基本周波数Ｖｒｆ１の片振幅であり、基準形が最も振幅が大きい。
図１１（ｅ）は、レンズ８０のちらつきの程度を表す指標としての閃光比＝片振幅／平均値であり、基準形が最もちらつきが強く、上限電圧を下げるとちらつきは大幅に減少する。
図１１（ｆ）から（ｉ）は下限値を変更した実験結果であり、矩形波の上限値を５Ｖ、下限値を０Ｖとしたデューティ比＝５０％の波形を試験水準の「基準形」と記載している。基準形から離れる実験水準ほどθＬは減少し、レンズ８０は暗くなり、ちらつきは減少する。

実施例３は比透過率Ｐを正弦波とし、透過率制御の目標値としての比透過率Ｐの上限値か下限値を変更する。ハードウエア構成は実施例２の図９（ａ）と同じである。
図１２は、正弦波の比透過率Ｐを目標値とした透過率制御を、制御ステップごとに説明する図である。

＜制御ステップＦ０１＞
図１２（ａ）は、比透過率Ｐ（ｔ）の目標値としての正弦波の時系列波形である。
ここで、図５（ｃ）で説明した時刻指定方式を採用し、基本周波数が１つだけの場合には、Ｐ（ｔ）＝ａ×ｓｉｎ（２π×ｆ１×ｔ－φ）＋ｂで表すものとし、ａは正弦波の片振幅（％表示）、ｂはＰ（ｔ）の平均値（％表示）、ｆ１は基本周波数（単位はＨｚ）で例えばｆ１＝４０．０Ｈｚとし、φは位相遅れ（単位はラジアン）、ｔは視聴覚制御装置５０の時刻（単位は秒）である。この実施例ではφ＝０に設定するので、視聴覚制御装置５０の時間が２５ミリ秒の周期ごとの最初の０秒目の時（あるいはループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍが０のとき）にはＰ（ｔ）＝ｂとなる。
ちなみに比透過率Ｐ（ｔ）の目標値の上限値はａ＋ｂ、下限値はｂ－ａで算出され、上限値は１００％以下の値であり、下限値は最も透過率が低く（暗く）なる印加電圧（本実施例では５．０Ｖ）を適用した場合の比透過率Ｐの数値で本実施例では１２％以上の値である。
なお、基本周波数がｆ１とｆ２の２つの場合には、例えば図５（ａ）のステップＳ８０で説明した２つの基本周波数を持つ時間関数に置き換えればよい。

本発明では基本周波数ｆ１は０．１から９９．９Ｈｚの間で設定可能だが、実施例３ではｆ１＝４０．０Ｈｚを適用する事例について詳細に説明する。その他の周波数については本実施例の説明に基づき、当業者には容易に設計変更が可能である。
この実施例でも、４０．０Ｈｚの１周期にあたる２５ミリ秒の間に、サンプリング間隔０．２５ミリ秒で１００回のループを実行する。

比透過率Ｐ（ｔ）の目標値を発生させる別の方法として、図５（ｂ）で説明したループ番号Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍをインデックスにした配列にループ番号ごとの目標値を予め書き込んでおいて、その配列を読み込んで使う番号指定方式を使用することができる。
基本周波数が１０Ｈｚのように低い場合には番号指定方式では配列サイズが大きくなってメモリを消費する点で不利だが、基本周波数が４０Ｈｚ程度であれば番号指定方式でも時刻指定方式でもどちらを使ってもかまわない。なお、番号指定方式は波形の微調整が容易であるという利点がある。

図１２（ｂ）は、サンプリング間隔ごと（つまりループ番号ごと）に、比透過率Ｐ（ｔ）の目標値が離散的に変化する様子を模式的に描いた図である。
以上が、図１２（ａ）と図１２（ｂ）に示す制御ステップＦ０１であり、一般的には制御目標値の設定を上述の番号指定方式で行う場合は図１３（ｃ）のステップＳ７０に該当し、時刻指定方式で行う場合は図１３（ｃ）のステップＳ８０に該当する。なお、ステップＳ７０とステップＳ８０は、制御目標値の設定方法に対応して、どちらか一方だけ組み込めばよい。
なお実施例３では、処理プログラムの応答性を改善する都合で、ステップＳ７０とステップＳ８０の両方の内容を削除し、ステップＳ９０の「ステップＲ７０の前半」に上述の制御ステップＦ０１を組み込んで、時刻指定方式を適用して制御目標値を算出した。

＜制御ステップＦ０２＞
図１２（ｃ）は、比透過率Ｐ（ｔ）の目標値の値（パーセント表示）であるＸを入力して、図４（ｃ）の説明で示した逆写像グラフ７５を表す近似式Ｙ＝Ｆ（Ｘ）を用いて印加電圧の絶対値（単位はボルト）をＹとして算出する。
図１２（ｄ）は、印加電圧の絶対値が視聴覚制御装置５０の各ループごとに算出されたＹの値の波形の模式図であり、この印加電圧の絶対値を図９（ａ）のアナログ出力端子ＡＯ１から出力する。
以上が、図１２（ｃ）に示す制御ステップＦ０２である。

以上の制御ステップＦ０２で行う内容は、「印加電圧の絶対値を出力」する機能の手順を詳細に説明したものであり、図１３（ｃ）に示すステップＳ９０の中の「ステップＲ７０の後半」に該当する。

＜ＬＣＤ素子６０の透過光Ｌｏの光の明るさを計測する＞
図１２（ｅ）は、上記のステップで印加電圧の絶対値をアナログ出力端子ＡＯ１から出力したのち、図９（ａ）のデジタル出力端子ＤＯ１から図１３（ｃ）のステップＳ５０で出力した極性反転の指令にもとづいて、この印加電圧の絶対値を正負の電圧値に極性反転した波形の模式図である。これを図１２（ｆ）におけるＬＣＤサングラス１０の左右のレンズとしてのＬＣＤ素子６０に駆動電圧として印加する。

図１２（ｇ）の実線は、透過光Ｌｏを照度センサ（フォトトランジスタ）で計測した電圧値Ｖｒ（ｔ）の基本周波数の波形Ｖｒｆ１を示す模式図である。図３（ａ）で採取した透過光Ｌｏが明滅する照度を計測した電圧値Ｖｒ（ｔ）はＬＣＤ素子６０の応答性と非線形性のために波形が歪んでおり、電圧値Ｖｒ（ｔ）の基本周波数の波形Ｖｒｆ１は、視聴覚制御装置５０に正確に同期した比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の点線で示した波形に比べて位相遅れを生じる。

＜透過率の目標値を正弦波に設定し、位相遅れθＬを算出する＞
図１２（ｈ）は、図３（ａ）のデジタルオシロスコープＯＳＣでデジタルファイルとして採取した電圧値Ｖｒ（ｔ）と位相同期信号Ｓから、位相遅れθＬ（単位は度）を算出する手順を説明する図である。
前述の制御ステップＦ０１において、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の位相をφ＝０度に設定した。従って、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）と位相同期信号Ｓの位相差は０度であるから、位相同期信号Ｓの位相の基準点（Ａ点）は、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）が増加中に平均値Ｐ（ｔ）．ａｖｅと交差するＡ点と合致する。
そこで、このＡ点から、透過光Ｌｏの照度の「基本周波数の波形Ｖｒｆ１に平均値Ｖｒ．ａｖｅを加算した値」が平均値Ｖｒ．ａｖｅと交差するＢ点までの位相遅れθＬを、図３の解析手順を用いて実施例２と同様に計算処理すればよい。

図１３は、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）を正弦波に設定し、その下限値を増減させるフローチャートである。
本実施例の実験の「基準形」としてのパラメータ設定として、数式Ｐ（ｔ）＝ａ×ｓｉｎ（２π×ｆ１×ｔ－φ）＋ｂにおいて、ｆ１＝４０Ｈｚ、φ＝０度、ａ＝４４％、ｂ＝５６％に設定し、上限値ａ＋ｂ＝１００％、下限値ｂ－ａ＝１２％とする。

図１３（ａ）は、「基準形」のパラメータに設定に比べ、下限値だけを上げて明るくし、あるいは上限値だけを下げて暗くした場合における透過率の目標値Ｐ（ｔ）の波形を示す。
図１３（ｂ）は、上記における透過光Ｌｏの照度を計測した電圧ＶｒとＶｒｆ１の波形を示す。

図１３（ｃ）は、透過率の目標値Ｐ（ｔ）を正弦波に設定し、「基準形」の下限値だけを増減させる実験のフローチャートである。
このフローチャートの構造は図５（ａ）に示した実施例に共通の時間変数の管理フローを踏襲しており、特にステップＳ１０からステップＳ６０までは図５（ａ）で説明した通りである。
また、ステップＳ７０とステップＳ８０は実施例３では省略し、ステップＳ９０のステップＲ７０で時刻指定方式で制御目標値を算出する。
さらにステップＳ９０に関しては、ステップＲ１０からＲ６０までとＲ８０については、実施例２の図１０（ｃ）で説明した内容と重複する。ステップＲ７０は、図１２の説明文で制御フローＦ０１と制御フローＦ０２について説明した通りである。

なお実施例３では、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の正弦波の「下限値だけを調整する実験」と「上限値だけを調整する実験」を行うが、図１３（ｃ）には前者の「比透過率の目標値Ｐの正弦波の上限値をＰ＝１００％に固定して、下限値の水準だけをスイッチで選択して出力する」内容を記載している。
もうひとつの「下限値をＰ＝１２％に固定して、上限値の水準だけをスイッチで選択して出力する」場合については、フローチャトのステップＲ４０とステップＲ６０で下限値を上限値と書き換えれば、同様にしてフローチャートが機能する。

図１４は、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の波形を正弦波とし、上限値か下限値だけを変更した解析事例である。

図１４（ａ）から図１４（ｅ）までは、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の正弦波の上限値をＰ＝１００％に固定して、下限値の水準を１２％から９０％まで９段階に調整した場合の実験結果である。
図１４（ｂ）に示すように、下限値の水準を基準形の１２％から９０％へ上げると光の位相遅れθＬが増加する。
図１４（ｃ）は下限値を上げると透過光Ｌｏの平均値が増加する（レンズ８０が明るくなる）ことを示し、 図１４（ｄ）は透過光の基本周波数の振幅が減少することを示す。
その結果、図１４（ｅ）によれば、下限値を上げると閃光比（＝片振幅／平均値）は減少するので、ちらつきが減少する。

図１４（ｆ）から図１４（ｊ）までは、比透過率の目標値Ｐの正弦波の下限値をＰ＝１２％に固定して、上限値の水準を１００％から２０％まで９段階に調整した場合の実験結果である。
図１４（ｇ）によれば、上限値の水準を基準形の１００％から２０％へ下げると、光の位相遅れθＬが減少する。
図１４（ｈ）によれば、上限値を下げると透過光Ｌｏの平均値が下がる（レンズ８０が暗くなる）ことを示し、図１４（ｉ）は透過光の基本周波数の振幅が減少することを示す。
その結果、図１４（ｉ）によれば、上限値を下げると閃光比（＝片振幅／平均値）は減少するので、ちらつきが減少する。

実施例３では、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の波形を正弦波とし、その上限値か下限値だけを調整した場合の影響を調査したが、この場合も、「位相遅れθＬ」が大きく変化することが判明した。これは比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の波形はどの水準でも正弦波なので、ＬＣＤ素子６０の応答性と非線形性に起因している。

したがって、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）を正弦波とする場合であっても、正弦波の上限値や下限値を変更してレンズ８０の明るさとちらつきを調整すれば光の位相遅れθＬが大きく変化するから、「光と音の位相差Δθ」を治療用の所望の値に維持するためには、θｓ＝θＬ＋Δθの関係式から、音の刺激２１０を発生させるタイミング（音の位相遅れθｓ）も再調整する必要がある。

図１５は、実施例４の「音の位相遅れθｓを自動的に再調整」するハードウエア構成である。
図１５（ａ）は実施例４のハードウエア構成で、電源は実施例１から実施例３と同じである。制御用マイクロコンピュータのアナログ入力ＡＩ１には可変抵抗ＶＲ１を接続し、比透過率Ｐの上限値もしくは下限値の水準を調整するために用いる。デジタル入力Ｄ１１はＳＷ１（トグルスイッチ）を読み込み、調整対象として上限値もしくは下限値を選択する。デジタル入力Ｄ１２はＳＷ２（押しボタンスイッチ）を読み込み、このボタンを押せば、上限値もしくは下限値の調整にかかわらず基準形（上限値＝１００％、下限値＝１２％）の条件でＬＣＤ素子６０を駆動して明滅させる。

制御用マイクロコンピュータの出力端子の用途は実施例２や実施例３と同じだが、デジタル出力ＤＯ２とアンプＡｍｐの間にイコライザＥＱ１を組み込んだ。これは、刺激音（クリック音）には低音（ドンドン）、中音（カチカチ）から高音（キンキン）までの広い周波数を含んでいるものの振幅が周波数によって不均一であることに加え、低品質なイヤホン１６８の音響特性では再生音の振幅が減少する周波数帯域がある。そこで、音の刺激２１０で強い脳波を発生させるために周波数スペクトルを均一化する目的で、振幅に過不足のある周波数帯域の増幅率を調整するため、コライザＥＱ１を設けた。
なお、イコライザＥＱ１を手動調整する際にイヤホン１６８が発生する音を周波数分析するスペクトラムアナライザなどの実験用の機材は図示省略した。

図１５（ｂ）は、今回使用するＬＣＤ素子６０の特性に基づいて、上限値を増減させて調整する場合（下限値はＰ＝１２％に固定）に関して、Ｘ軸の比透過率Ｐの上限値の数値からＹ軸の光の位相遅れθＬを算出する近似式を示す。元の計測データは図１４（ｇ）の実験結果のグラフと同じである。
図１５（ｃ）は、下限値を調整する場合（上限値はＰ＝１００％に固定）に関して、Ｘ軸の比透過率Ｐの下限値の数値からＹ軸の光の位相遅れθＬを算出する近似式を示す。計測データは図１４（ｂ）の実験結果のグラフと同じである。

図１６は、実施例４の「音の位相遅れθｓを自動的に再調整」するフローチャートを説明する図である。
図１６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０からステップＳ６０までは既に説明した内容である。この実施例では、時刻指定方式を適用するが、図１６のステップＳ８０は使わず、ステップＳ９０の中のステップＲ７０のタイミングで時刻指定方式を適用する。

ステップＳ９０は実施例４に固有の処理内容である。
ステップＲ１０でスイッチＳＷ１とＳＷ２を読む。 ステップＲ２０では、ＳＷ１＝１なら上限値調整（つまり下限値＝１２％に固定）を開始し、ＳＷ＝０なら下限値調整（つまり上限値＝１００％に固定）を開始する。ステップＲ３０では、ボリウムＶＲ１の電圧を読む。ステップＲ４０では、ボリウムＶＲ１の電圧に応じて、ＳＷ１＝１なら上限値として設定する値を決定し、ＳＷ０なら下限値として設定する値を決定する。

ステップＲ５０では、ＳＷ２＝１なら基準形に相当する上限値＝１００％と下限値＝１２％を設定し、ＳＷ２＝０なら何もしない。
ステップＲ６０では、ＳＷ１＝１なら上限値として設定する値を図１５（ｂ）の近似式の変数Ｘに代入して、光の位相遅れθＬをＹとして算出する。ＳＷ＝０なら下限値として設定する値を図１５（ｃ）の近似式の変数Ｘに代入して、光の位相遅れθＬをＹとして算出する。

ステップＲ７０の前半では、制御フローＦ０１にもとづいて、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）を数式Ｐ（ｔ）＝ａ×ｓｉｎ（２π×ｆ１×ｔ－φ）＋ｂを用いて算出する。なお、ｆ１＝４０Ｈｚ、φ＝０度とし、設定済みの上限値と下限値から、ａ＝（上限値－下限値）／２とｂ＝（上限値＋下限値）／２を算出する。
さらに、ステップＲ７０の後半では、制御フローＦ０２にもとづいて、図１２（ｃ）で説明した逆写像の近似式を用いて印加電圧の絶対値を求め、アナログ出力ＡＯ１から出力する。

ステップＲ８０では、位相同期信号Ｓと音の刺激２１０（クリック音）を出力する。
まず、位相同期信号Ｓは、実施例１と同様に、出力目標値を図５（ｂ）のループ番号で指定するメモリ上の配列から読み取って、該当する論理値をデジタル出力ＤＯ４から出力する。

次に、音の刺激２１０は、クリック音としてパルス幅０．２５ミリ秒の矩形波を採用する。具体的には、ループ番号ＮにおけるステップＲ８０を音の刺激２１０の開始タイミング（Ｃ点）としてデジタル出力ＤＯ２から論理値１を出力し、次のループ番号Ｎ＋１で音の刺激２１０を終了させるために論理値０を出力することでパルス幅が０．２５ミリ秒になる。（なお、音響出力はアンプで交流信号だけを増幅するので、デジタル出力ＤＯ２から出力する論理値１と論理値０が逆でも良い）
なお、ループ番号Ｎ＋２で音の刺激２１０を終了させればパルス幅は０．２５×｛（Ｎ＋２）－Ｎ｝＝０．５ミリ秒となる。同様にしてクリック音のパルス幅を０．２５ミリ秒の整数倍にすることが可能である。

音の刺激２１０の開始タイミングのループ番号Ｎは、一例として、下記の様にして算出する。
ステップＲ６０で光の位相遅れθＬ（単位：度）を算出したので、所望の数値として予め内部変数で指定する例えばΔθ＝１０度の「光と音の位相差Δθ」を用いて、音の位相遅れθｓをθｓ＝θＬ＋Δθで算出する。
例えば光の位相遅れθＬ＝６４．８度で、仮に内部変数で指定した「所望の光と音の位相差Δθ」がΔθ＝１０度ならば、θｓ＝６４．８＋１０＝７４．８度となる。
すると、図１６（ｃ）に示すように、ループ番号ＮのＮは、Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍ＝（θｓ／３６０）×１００の整数部分なので、Ｌｏｏｐ＿Ｎｕｍ＝７４．８／３６０×１００＝２０．８よりＮ＝２０となる。
これにより、ステップＲ８０では、ループ番号Ｎ＝２０であればＣ点として音の刺激２１０を開始し、ループ番号Ｎ＋１＝２１のときに音の刺激２１０を終了するようにデジタル出力ＤＯ２へ出力する。

＜試験結果＞
「光と音の位相差Δθ」をΔθ＝０度に設定し、比透過率Ｐの上限値を１００％～２０％まで調整（下限値＝１２％に固定）する条件と、下限値を１２％から９０％まで調整（上限値は１００％に固定）する条件で水準を変えて「光と音の位相差Δθ」の誤差を計測した。
この誤差の計測において、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）の上限値や下限値の水準ごとに計測したところ、ＬＣＤサングラスのちらつきの強さやレンズ８０の明るさが変化し、同時に、光の位相遅れθＬは実施例３で計測したとおり、約６５度から約１５度の範囲で増減した。
そこで、近似式で算出したθＬを使い、実施例４の試験の事例としてΔθ＝０を維持するように、数式θｓ＝θＬ＋Δθにもとづいて、音の位相遅れθｓに相当するタイミング（Ｃ点）で音の刺激２１０を発生させるように自動調整した。その結果、Δθの変動幅は±１０度（３σ）以内に抑えられた。
この実験により、本発明の課題である「光と音の位相差Δθ（Δθ）」を一定の値（つまり「誤差範囲」）に保って管理することが実現できたことを確認した。

図１７は、実施例５の「比透過率Ｐの制御目標を階段状波形」にするソフトウエア構成である。
実施例５に使用するハードウエア構成は実施例２の図９（ａ）と同じであり、重複する説明は省略する。

図１７（ａ）から図１７（ｃ）は、図５（ｂ）の「番号指定方式」を用いて任意の波形形状を持つ比透過率の目標値Ｐ（ｔ）を指定した事例である。

図１７（ｄ）は、３つの階段状波形を試験水準として選択するための、スイッチＳＷ１とＳＷ２の組み合わせを記載した一覧表である。
図１７（ｅ）は、選択する水準は３種類の波形だけなので、ソフトウエア構成の骨格は実施例１の図７（ｅ）を利用し、ステップＳ９０の中のステップＲ７０を透過率制御の目標値を比透過率Ｐに変更した。
実施例５では比透過率の目標値Ｐ（ｔ）を階段状波形にするため、比透過率の目標値Ｐ（ｔ）を図１７（ａ）から図１７（ｃ）までの番号指定方式の配列データで生成し、さらにその後は図１２（ｂ）から図１２（ｄ）までで説明したのと同じ処理をステップＲ７０で実行する。透過率制御を行って結果を計測する手順も実施例３や実施例４と同じである。

図１８は階段状波形の解析結果である。
図１８（ａ）は階段状波形のデータ採取後にＭＡＴＬＡＢで解析した結果であり、３つの階段状波形の位相遅れの数値を算出した。この数値がＢ点を特定する光の位相遅れθＬに該当する。従ってθｓ＝θＬ＋Δθの関係を利用して任意のΔθに対するθｓが求まるので、音の刺激２１０を発生させるタイミング（Ｃ点）を計算できる。
具体的には、ループ番号０をＡ点として、光の位相遅れθＬ（Ｂ点）のループ番号ＮｂをＮｂ＝θＬ／３６０×１００で算出し、さらに、例えば光と音の位相差Δθを例えばΔθ＝１０度とした場合のＣ点のループ番号をＮｃ＝（θＬ＋Δθ）／３６０×１００で算出した。図１８（ａ）には、Ｂ点とＣ点のループ番号の計算結果も記載した。

図１８（ｂ）から図１８（ｄ）は、３つの階段状波形をＭＡＴＬＡＢで解析した時系列チャートである。それぞれの階段状波形の事例では、位相同期信号Ｓと階段状波形Ｖｒの波形にＡ点とＢ点を記載している。
すなわち、位相同期信号Ｓが論理値０から論理値１に立ち上がった瞬間が視聴覚制御装置５０のループ番号０に相当しており、これがＡ点である。
また、それぞれの階段状波形Ｖｒで、基本周波数成分Ｖｒｆ１と平均値Ｖｒ．ａｖｅの加算値が増加しながらＶｒ．ａｖｅを通過した瞬間がＢ点である。

したがって、Ａ点からＢ点までの位相遅れが光の位相遅れθＬであり、これに光と音の位相差Δθ（例えば１０度）を加算した点がＣ点となる。
つまり、視聴覚制御装置５０はθｓ＝θＬ＋Δθに相当するＣ点のループ番号ＮｃにおけるステップＳ９０の中のステップＲ８０においてデジタル出力端子ＤＯ２から音を発生する信号を出力し、ループ番号Ｎｃ＋１では音を停止することにより、パルス幅０．２５ミリ秒のクリック音を適切なタイミングで生成できる。

以上のように、実施例５では、階段状波形などの任意の波形形状を繰り返す場合についても、位相同期信号Ｓと透過光Ｌｏの明るさの波形Ｖｒを計測することによりＡ点からＢ点までのθＬを確定でき、θｓ＝θＬ＋Δθの関係式を適用して任意のΔθに対するθｓを算出して、音の刺激２１０を正確なＣ点のタイミングで付与できた。
このように、透過率制御の目標値が比透過率でも印加電圧の絶対値でも、あるいは波形が矩形波か正弦波かそれ以外の任意形状の繰返し波形であろうとも、音の刺激２１０を正確なタイミングで付与できることができる。
このようにして、本発明のＬＣＤサングラスは、透過光を制御する波形を自由に選択でき、そのうえでレンズ８０の明るさや明滅するちらつきの強さを調整しても「光と音の位相差Δθ」を一定の誤差の範囲に保って管理することができる。

≪変形例１：Ａ点の決定方法について≫

図１９は、Ａ点の決定方法に関する変形例を説明する。
実施例１から実施例５では、「位相同期信号Ｓが論理値０から論理値１に立ち上がる瞬間」をＡ点とした。これは、視聴覚制御装置５０はループ番号０でステップ９０の中のステップＲ８０を実行した瞬間に相当する。
ループ番号０とは、「基本周波数ｆ１で繰り返す光の刺激２００の１周期における、最初のサンプリング間隔（各実施例では０．２５ミリ秒）の期間で規定されるタイミング」である。厳密には、ループ番号０でステップＲ８０で位相同期信号Ｓの出力を実行した瞬間がＡ点として計測される。

図１９（ａ）は本発明において重要な、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の間の光の位相遅れθＬと光と音の位相差Δθと音の位相遅れθｓとに関するθｓ＝θＬ＋Δθの関係式を図示したものである。
ところで、上記の式の左右両辺に定数Ｋを加算しても関係は変わらない。つまり、θｓ＋Ｋ＝θＬ＋Δθ＋Ｋである。

図１９（ｂ）は、基本周波数４０．０Ｈｚで周期２５．０ミリ秒の繰返しを１００個のループ番号に分割した０．２５ミリ秒のサンプリング間隔において、当該周期のループ番号０ではなく、１つ前の周期におけるループ番号９０番をＤ点と呼ぶ場合を例にとってθｓ＋Ｋ＝（θＬ＋Ｋ）＋Δθの関係式を表したものである。
つまり、Ａ点を起点とする本発明の関係式θｓ＝θＬ＋Δθを用いて「光と音の位相差Δθ」を一定の誤差の範囲に保って管理することができるのと同様に、Ｄ点を起点とするθｓ＋Ｋ＝（θＬ＋Ｋ）＋Δθの関係式を用いても、「光と音の位相差Δθ」を一定の誤差の範囲に保って管理することができる。

説明を簡単にするため、Ｄ点の位置をＡ点からＫ度だけ先行する位置に設定した事例を図１９（ｂ）に描いて説明したが、先行するループ数Ｍは、Ｍ＝（Ｋ［度］／３６０［度］）×１００［ループの分割数］で算出できる。ただし、ＫもＭも先行のみならず遅れた位置にも設定することができるので正負の値をとりうる。
したがって、本発明のＡ点の代用として、ループ番号０のＡ点からＭループに相当する位相差Ｋ［度］だけ前後に移動したＤ点を起点として利用して、θｓ＋Ｋ＝θＬ＋Δθ＋Ｋの関係式を使うことができる。すなわち、Ｄ点、Ｂ点、Ｃ点の間の光の位相遅れθＬ＋Ｋと光と音の位相差Δθと音の位相遅れθｓ＋Ｋとに関するθｓ＋Ｋ＝（θＬ＋Ｋ）＋Δθの関係式を用いても、本発明と同様に「光と音の位相差Δθ」を一定の誤差の範囲に保って管理することができる。

この変形例１は、プログラミングや計測の都合などによりＡ点が利用できず、Ａ点を前後に移動させたＤ点を利用する場合に適用できることを示している。
ただしその場合には、θｓ＋ＫはＤ点からＣ点を表し、θＬ＋ＫはＤ点からＢ点を表し、Δθは従来どおりにＢ点からＣ点を表すことに注意する必要がある。

≪変形例２： Ｂ点の決定方法について≫

図２０は、図６（ｃ）と図９（ｃ）でも述べたが、Ｂ点の決定方法に関する変形例を説明する図である。
図２０（ａ）に示すように、実施例１から実施例５では、ＬＣＤサングラス１０のＬＣＤ素子６０を透過する光Ｌｏの明るさを照度センサ（フォトトランジスタ）で計測した電圧Ｖｒを用いて定義した。
これは図２（ｅ）および図６（ｃ）でも説明したとおり、「電圧Ｖｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅと基本周波数成分Ｖｒｆ１とを加算した値が増加中に、平均値Ｖｒ．ａｖｅと交差する点」をＢ点とするものであった。
これは、手作業で解析作業を行う際に、電圧Ｖｒの波形とグラフを重ね書きしておくことでグラフの読み取り操作を誤らないための措置であった。

図２０（ｂ）は、分析を自動化するために用いたＢ点の定義である。すなわち、図２０（ａ）のような「電圧Ｖｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅを基本周波数成分Ｖｒｆ１に加算した値」は使わずに、図９（ｃ）のように「基本周波数成分Ｖｒｆ１が増加中に、基本周波数成分Ｖｒｆ１の平均値＝０と交差する点」をＢ点とする。
簡単に言えば、「電圧Ｖｒの基本周波数成分Ｖｒｆ１が増加中に、ゼロ・クロス（数値＝０の横軸と交差）する点」をＢ点と定義する。
この場合、Ａ点も「位相同期信号Ｓの電圧Ｖｓの基本周波数成分Ｖｓｆ１が増加中に、ゼロ・クロス（数値＝０の横軸と交差）する点」と定義する。これにより、ＭＡＴＬＡＢの相互相関関数ｘｃｏｒｒを用いて、デジタルオシロスコープＯＳＣで計測した際のサンプリング周波数に対応するシフト点数を用いてＶｓｆ１とＶｒｆ１の位相差を算出できるので、Ａ点とＢ点との位相差θＬを自動計算できる。

各実施例の実験を行う際に、図２０（ａ）によるＢ点の定義方法は実験結果の解析を手作業で検証する際に使用し、図２０（ｂ）のＢ点の定義方法は多数の実験結果を自動的に解析処理する際に使用した。

≪まとめ≫
以上の実施例および変形例で説明した本発明の技術思想にもとづいて、主要な６つの発明事項について重点的に整理する。

≪第１の発明事項：θｓ＝θＬ＋Δθの等式≫
第１の発明事項は、本発明の中心的な技術思想としてのθｓ＝θＬ＋Δθの等式に関し、下記の５つの段落で構成される。

＜第１段落＞
脳の機能的接続性の一時的な障害によるブレインフォッグのみならず、脳血管性のＭＣＩを含む多種類の神経疾患の進行抑制を含む予防と症状の軽減のための知覚刺激療法器具２０において、

＜第２段落＞
前記知覚刺激療法器具２０は、視覚刺激器３０と聴覚刺激器４０と視聴覚制御装置５０とから構成され、
前記視覚刺激器３０は、両眼それぞれにレンズ８０を配設した眼鏡、または１枚の幅広な前記レンズ８０を配設して両眼で見るゴーグルやフェイスシールド、において周囲環境から入射する光を透過させる前記レンズ８０としてＬＣＤ素子６０を配設したＬＣＤサングラス１０であり、
前記聴覚刺激器４０は、骨伝導イヤホン１６２、イヤホン１６８、ヘッドホン１６４またはスピーカー１６６を含む可聴周波数の音響を発する発音体１６０であり、
前記視聴覚制御装置５０は、前記視覚刺激器３０の前記ＬＣＤ素子６０に駆動信号を供給して透過率を制御するとともに前記聴覚刺激器４０の前記発音体１６０に駆動信号を供給して制御することによって、予め前記視聴覚制御装置５０で設定した繰返し周波数９０と波形と光と音の位相差Δθからなる光の刺激２００と音の刺激２１０を発生させる制御手段であって、

＜第３段落＞
前記視聴覚制御装置５０が予め指定した周期で制御を繰り返すタイミングの始点をＡ点とし、
前記ＬＣＤサングラス１０の前記ＬＣＤ素子６０から前記光の刺激２００の発生を繰り返すタイミングの始点をＢ点とし、
前記発音体１６０から前記音の刺激２１０の発生を繰り返すタイミングの始点をＣ点とし、

前記Ａ点から前記Ｂ点までを光の位相遅れθＬとし、
前記Ｂ点から前記Ｃ点までを前記光と音の位相差Δθとし、
前記Ａ点から前記Ｃ点までを音の位相遅れθｓとし、

＜第４段落＞
前記視聴覚制御装置５０は、前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上の前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させる前記Ｃ点のタイミングを前記音の位相遅れθｓに制御して、前記音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を前記発音体１６０に供給する制御手段を備える
ことを特徴とする、 ＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具

＜第１段落の説明＞
『脳の機能的接続性の一時的な障害によるブレインフォッグのみならず、脳血管性のＭＣＩを含む多種類の神経疾患の進行抑制を含む予防と症状の軽減のための知覚刺激療法器具２０において』という文言は、本発明の用途を明示する記載である。
知覚刺激療法とは、光の刺激２００と音の刺激２１０を用いてＳＳＶＥＰとＡＳＳＲの現象で脳波を発生する治療法であり、特許文献１に記載されたアルツハイマー型認知症の疾患修飾療法としての繰返し周波数４０Ｈｚの発光体１５０と発音体１６０を用いるＧＥＮＵＳ（登録商標）が先行する技術として著名である。
一方、本発明では、特許文献１のみならず公知の特許文献４および非特許文献２や非特許文献３も参考にして、脳の大規模ネットワークの機能的接続性の一時的な障害による「脳梗塞治癒後に頻発する軽い認知機能低下としてのブレインフォッグ」や脳血管性の軽度認知障害（ＭＣＩ）などの多種類の神経疾患の進行抑制を含む予防と症状の軽減のための知覚刺激療法器具２０を本発明の用途としている。
つまり、本発明の知覚刺激療法器具２０は、ＧＥＮＵＳにおけるアルツハイマー型認知症の治療「だけに用いることを目的とする装置ではない」ことを明示する目的から、この第１段落を記載している。
本発明に基づく装置（ハードウエアおよび基本ソフトウエア）の用途は多様な神経疾患の治療と予防である。したがって本発明品の装置を利用する応用ソフトウエアを供給して他者の特許権をも実施しようとする者は、他者の特許権にかかわる応用ソフトウエアの供給者として各自で責任を負うものとする。

＜第２段落の説明＞
『前記知覚刺激療法器具２０は、視覚刺激器３０と聴覚刺激器４０と視聴覚制御装置５０とから構成され、
前記視覚刺激器３０は、両眼それぞれにレンズ８０を配設した眼鏡、または１枚の幅広な前記レンズ８０を配設して両眼で見るゴーグルやフェイスシールド、において周囲環境から入射する光を透過させる前記レンズ８０としてＬＣＤ素子６０を配設したＬＣＤサングラス１０であり、
前記聴覚刺激器４０は、骨伝導イヤホン１６２、イヤホン１６８、ヘッドホン１６４またはスピーカー１６６を含む可聴周波数の音響を発する発音体１６０であり、
前記視聴覚制御装置５０は、前記視覚刺激器３０の前記ＬＣＤ素子６０に駆動信号を供給して透過率を制御するとともに前記聴覚刺激器４０の前記発音体１６０に駆動信号を供給して制御することによって、予め前記視聴覚制御装置５０で設定した繰返し周波数９０と波形と光と音の位相差Δθからなる光の刺激２００と音の刺激２１０を発生させる制御手段であって、』という文言は、本発明の知覚刺激療法器具２０について説明する。

「知覚刺激療法器具２０は、視覚刺激器３０と聴覚刺激器４０と視聴覚制御装置５０とから構成」することは図１（ｂ）で説明した。
「視覚刺激器３０は、両眼それぞれにレンズ８０を配設した眼鏡、または１枚の幅広な前記レンズ８０を配設して両眼で見るゴーグルやフェイスシールド、において周囲環境から入射する光を透過させる前記レンズ８０としてＬＣＤ素子６０を配設したＬＣＤサングラス１０であり」との文言についてここで追加説明する。
ＬＣＤサングラス１０は特許文献３、特許文献５、特許文献６に記載される周囲環境から入射する光を透過させる前記レンズ８０としてＬＣＤ素子６０を配設したサングラスに似た外観を有し、両眼それぞれにレンズ８０を配設した眼鏡、または１枚の幅広な前記レンズ８０を配設して両眼で見るゴーグル、さらには最近になって医療機関などでも多く利用され始めたフェイスシールドのような形態で頭部に装着して使用する治療器具である。

「前記聴覚刺激器４０は、骨伝導イヤホン１６２、イヤホン１６８、ヘッドホン１６４またはスピーカー１６６を含む可聴周波数の音響を発する発音体１６０」との文言については、可聴周波数の音響を治療用の刺激として両耳に聞こえるように発生することができる音響器具の具体的な事例として骨伝導イヤホン１６２、イヤホン１６８、ヘッドホン１６４またはスピーカー１６６を列挙したものである。
したがって、ヘルメットに内蔵する小型スピーカや、窓ガラスや机や家具に配設して電気信号から可聴周波数の音響を発生させる振動スピーカーなども、スピーカー１６６と同様に本発明における聴覚刺激器４０の発音体１６０として利用することができる。

「前記視聴覚制御装置５０は、前記視覚刺激器３０の前記ＬＣＤ素子６０に駆動信号を供給して透過率を制御するとともに前記聴覚刺激器４０の前記発音体１６０に駆動信号を供給して制御することによって、予め前記視聴覚制御装置５０で設定した繰返し周波数９０と波形と光と音の位相差Δθからなる光の刺激２００と音の刺激２１０を発生させる制御手段であって、」との文言については、ＬＣＤ素子６０と発音体１６０に駆動信号を供給することについては、図１（ｂ）および各実施例で説明した。
また、予め前記視聴覚制御装置５０で設定した繰返し周波数９０と波形と光と音の位相差Δθからなる光の刺激２００と音の刺激２１０を発生させる制御手段であることについては、図２（ｅ）をはじめ各実施例で重ねて説明した通りである。

＜第３段落の説明＞
『前記視聴覚制御装置５０が予め指定した周期で制御を繰り返すタイミングの始点をＡ点とし、
前記ＬＣＤサングラス１０の前記ＬＣＤ素子６０から前記光の刺激２００の発生を繰り返すタイミングの始点をＢ点とし、
前記発音体１６０から前記音の刺激２１０の発生を繰り返すタイミングの始点をＣ点とし、

前記Ａ点から前記Ｂ点までを光の位相遅れθＬとし、
前記Ｂ点から前記Ｃ点までを前記光と音の位相差Δθとし、
前記Ａ点から前記Ｃ点までを音の位相遅れθｓとし、』の文言については、図２（ｅ）、図１６（ｂ）、図１９（ａ）および図１９（ｂ）などに図解し、それぞれ説明文を記載してある。

＜第４段落の説明＞
『前記視聴覚制御装置５０は、前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上の前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させる前記Ｃ点のタイミングを前記音の位相遅れθｓに制御して、前記音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を前記発音体１６０に供給する制御手段を備える』との文言については、図２（ｅ）に関する説明文で概要を説明し、その具体例としてＣ点のタイミングを制御する事例を実施例４で説明している。

なお、発明事項１の文言は発明の技術思想を示すことに重点を置いて記載した。そこで、採取したデータからＡ点とＢ点を特定する方法を記載する文言については、発明内容をさらに明瞭に開示するため、以下の発明事項によって概念を詳細に規定する。

≪発明事項２：Ａ点の定義≫
発明事項２では、図１９（ａ）に記載した狭義なＡ点の定義を、図１９（ｂ）による定義方法を用いて広義な概念へ一般化している。
『前記Ａ点は、前記視聴覚制御装置５０が光の刺激２００の制御を繰り返すタイミングの始点と位相差０度で位相同期するパルス信号としての位相同期信号Ｓが立ち上がる位相を基準として、位相差Ｋ度をもって位相同期する』という文言について説明する。
図２（ｅ）の下から２段目のグラフと説明文では、図示したデューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波のパルス信号として説明した位相同期信号Ｓを用いて、繰返し周期ごとに位相同期するループ番号０ごとにＡ点を規定する旨を説明している。

また、図１９（ａ）でθｓ＝θＬ＋Δθの関係式を説明し、図１９（ｂ）ではこのＡ点を基準としてＫ度だけ前後させたＤ点を用いて（θｓ＋Ｋ）＝（θＬ＋Ｋ）＋Δθによって音の刺激２１０を発生するＣ点のタイミングを規定できることを説明した。
つまり、「光の刺激２００の制御を繰り返すタイミングの始点と位相差０度で位相同期するパルス信号としての位相同期信号Ｓが立ち上がる位相」の部分が図１９（ａ）のＡ点であり、「位相同期信号Ｓが立ち上がる位相を基準として、位相差Ｋ度をもって位相同期する」が図１９（ｂ）のＤ点である。
この発明事項２で述べる「広義で一般化したＡ点」とは、図１９（ａ）でθｓ＝θＬ＋Δθの関係式を説明した「狭義のＡ点」と、図１９（ｂ）で左右両辺に定数Ｋを加算した（θｓ＋Ｋ）＝（θＬ＋Ｋ）＋Δθの関係式を説明した際に用いたＤ点の概念を併合したものである。
ちなみに、Ｋ＝０とすれば、Ａ点とＤ点が同一の点になることは明らかである。

≪発明事項３：位相同期信号Ｓの出力≫
『前記視聴覚制御装置５０は、前記位相同期信号Ｓを計測可能な信号として出力する』という文言について説明する。
これは、本発明の知覚刺激療法器具２０の特性を検査あるいは調整する際に、制御系のＡ点を計測手段で特定するために必要であり、本発明の産業利用上の観点から重要な発明事項である。
位相同期信号Ｓは図２（ｅ）の下から２段目のグラフと説明文では、図示したデューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波のパルス信号として生成する旨を説明したもので、これを図３の解析に使用するために図４（ａ）のデジタル出力ＤＯ４から外部へ出力する事例を各実施例で説明した。

一方、位相０度の点をデューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波で表現する以外にも、位相０度の瞬間にクリック音と同じパルス幅０．２５ミリ秒のパルス波形を立ち上げたり、図５（ｂ）の番号指定方式で任意の波形を位相同期させて出力させても製品検査の観点からは代替手段になる。
すなわち「位相同期信号Ｓを計測可能な信号として出力する」とは、「図２（ｅ）の下から２段目のグラフで規定した位相同期信号Ｓとしてのデューティ（Ｄｕｔｙ）比＝５０％の矩形波のパルス信号以外の任意の波形であっても、視聴覚制御装置５０における位相０度の点（またはループ番号０の期間）を計測によって特定できる既知の波形であれば、パルス波形でも正弦波でも矩形波でも三角波でも、その他波形の形状が任意の波形に変形してもよい。つまり、発明事項３で述べる計測可能な信号は、位相同期信号Ｓそのものでなくとも、位相同期信号Ｓの代用信号でもよい。さらにまた、この計測可能な信号を出力するタイミングは、位相同期信号Ｓが論理値０から論理値１に立ち上がる狭義のＡ点の代わりに、狭義のＡ点から既知の位相差をもって位相同期した『発明事項２のＤ点』でもよい。」という意味を表している。

≪発明事項４：Ｂ点の定義≫
発明事項４はＢ点の定義について２種類の表現を使えることを示すものである。
『前記Ｂ点は、前記ＬＣＤサングラス１０の前記レンズ８０として配設した前記ＬＣＤ素子６０の透過率が前記光の刺激２００を繰り返す時系列波形Ｖｒ（ｔ）について、
「Ｖｒ（ｔ）の基本周波数１９０の時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）が増加中にＶｒｆ１（ｔ）＝０を通過した瞬間」、
もしくは、
「Ｖｒ（ｔ）の前記基本周波数１９０の時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）に定数ｋを加算した値が増加中に、定数ｋを通過した瞬間」
をもって定義する』という文言について説明する。

上記の文言のうち前半の「Ｖｒ（ｔ）の基本周波数１９０の時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）が増加中にＶｒｆ１（ｔ）＝０を通過した瞬間」、とは、変形例２の図２０（ｂ）の図と説明に示すように、データを自動解析してＢ点を特定する際に有用な定義である。
また、上記の後半の「Ｖｒ（ｔ）の前記基本周波数１９０の時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）に定数ｋを加算した値が増加中に、定数ｋを通過した瞬間」とは図３の手順で詳細に説明したもので、図２（ｅ）、図６（ｃ）、図１８および図１９のように、Ｖｒの平均値Ｖｒ．ａｖｅを定数ｋとして時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）に加算することで、Ｖｒのグラフと重ね書きしながら手動でＢ点を解析する際に有用な定義である。
ちなみに、定数ｋ＝０とすればわかるように、両者で定義するＢ点は同一である。

≪発明事項５：光の位相遅れθＬの決め方≫
発明事項５は、光の位相遅れθＬの決め方について説明するものである。
『＜段落Ａ＞
前記視聴覚制御装置５０は、前記ＬＣＤサングラス１０の前記レンズ８０として配設した前記ＬＣＤ素子６０の透過率を制御する透過率制御の目標値として、比透過率の時系列データＰ（ｔ）または印加電圧の絶対値の時系列データＶａｂｓ（ｔ）の前記繰返し周波数９０と波形を固定的に使用するか、もしくは選択して調整する操作手段Ａと、

＜段落Ｂ＞
前記比透過率の時系列データＰ（ｔ）または前記印加電圧の絶対値の時系列データＶａｂｓ（ｔ）の波形が矩形波である場合には、矩形波の波形のデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値のうち１つ以上を固定的に使用するか、もしくは選択して調整する操作手段Ｂと、

＜段落Ｃ＞
前記比透過率の時系列データＰ（ｔ）または前記印加電圧の絶対値の時系列データＶａｂｓ（ｔ）の波形が正弦波もしくは階段状波形を含む任意の波形である場合には、波形か上限値か下限値のうち１つ以上を固定的に使用するか、もしくは選択して調整する操作手段Ｃと、

＜段落Ｄ＞
前記光と音の位相差Δθの数値を固定的に使用するか、もしくは調整して使用する操作手段Ｄについて、
操作手段Ａ、操作手段Ｂ、操作手段Ｃ、もしくは操作手段Ｄのうち、いずれか１つ以上を備えるとともに、

＜段落Ｅ＞
前記視聴覚制御装置５０は、前記光の位相遅れθＬの数値を前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上に保持する手段として、前記ＬＣＤ素子６０の透過率を制御する透過率制御の目標値の波形の選択的な切替えかデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値のうち１つ以上を調整した結果を入力変数とする「近似式」を備える』

まず、＜段落Ａ＞に関して説明する。
『前記視聴覚制御装置５０は、前記ＬＣＤサングラス１０の前記レンズ８０として配設した前記ＬＣＤ素子６０の透過率を制御する透過率制御の目標値として、比透過率の時系列データＰ（ｔ）または印加電圧の絶対値の時系列データＶａｂｓ（ｔ）の前記繰返し周波数９０と波形を固定的に使用するか、もしくは選択して調整する操作手段Ａと、』
この段落では、透過率制御の目標値として「比透過率Ｐ」と「印加電圧の絶対値Ｖａｂｓ」の２種類の変数は、図４（ｃ）の逆写像グラフで説明したとおり、透過制御の目標値としてどちらを使うこともできることを示す。
使用例としては、実施例１の図６（ｂ）と、実施例２の図９（ｂ）では比透過率Ｐと電圧のどちらを使うこともできる旨を示したうえで、電圧の上下限を調整する事例を示した。実施例３と実施例４と実施例５では比透過率Ｐを目標値として設定した。図１２では、逆写像グラフを用いて比透過率の目標値から印加電圧の絶対値に変換し、さらにＬＣＤ素子６０に正負の符合が反転する駆動電圧を印加するまでの波形の事例を示した。

これらの目標値は、繰返し周波数９０と波形を設定したり切替えたり、さらには設計変更することも可能である。本発明では、繰返し波形における基本周波数ｆ１は０．１から９９．９Ｈｚの間で０．１Ｈｚおきに設定可能。各実施例ではｆ＝４０Ｈｚを適用する事例について詳細に説明し、ｆ＝１０Ｈｚを適用する事例についても１サンプリング間隔を０．２５ミリ秒とした事例では、１周期を４００回のループで回るように設計変更する事例を説明した。なお、本明細書の説明に基づいて、当業者であれば、サンプリング間隔を０．２５秒以外にして、適宜、設計変更することも容易である。
波形の指定方法には、メモリ上の配列にループ番号ごとの目標値を書き込む図５（ｂ）の番号指定方式と、１０秒周期の時刻を変数にして正弦関数（ｓｉｎ）などの時間関数を使って目標値を生成する図５（ｃ）の時刻指定方式があることも実施例を用いて説明した。

スイッチや押しボタン、あるいは可変抵抗ボリウムを使用して実施例に記載したように波形を変更することができる。周波数については、例えば、図５（ｃ）の時刻指定方式には２種類の基本周波数ｆ１とｆ２を含むが、それぞれの正弦関数の振幅のうちどちらかを０に設定すれば、周波数をｆ１またはｆ２のどちらか１つだけに切替えることもできる。基本周波数を変更すれば、繰返し周波数も変化する。
振幅や周波数や波形などのパラメータを変更する手段としては、実施例で説明したスイッチやボリウムを使う方法だけでなく、リモコンやスマートホンのアプリを使って遠隔操作による操作手段を利用できることも一般的な技術知識として現時点では周知である。
これらの段落Ａについて、固定もしくは選択して使用することを操作する手段を「操作手段Ａ」とする。なお、例えば、治療に使用する繰返し周波数、波形、あるいは透過率制御の目標値が予め固定されていて、その固定値を変えずに電源投入して本発明の治療器具を使用した場合には、操作器具としての電源ボタンを投入することが「固定して使用すること」を選択したという意味であるものとする。

＜段落Ｂ＞に関して説明する。
『前記比透過率の時系列データＰ（ｔ）または前記印加電圧の絶対値の時系列データＶａｂｓ（ｔ）の波形が矩形波である場合には、矩形波の波形のデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値のうち１つ以上を固定的に使用するか、もしくは選択して調整する操作手段Ｂと、』
この段落は、実施例１と実施例２で矩形波の波形のデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値の１つだけを変更して光の位相遅れ角θＬを解析した事例を紹介した。これらのパラメータを複数同時に組み合わせて変更する計測試験を行って、複数のパラメータの組み合わせに対する光の位相遅れ角θＬの実験データを採取することができる。

例えば、これらの３つのパラメータを入力変数（Ｕ、Ｖ、Ｗ）として光の位相遅れ角θＬを計測した結果にもとづいて、近似式としての関数Ｙ＝Ｆ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を作るか、入力変数（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を３次元配列とするθＬの推定値を内挿（あるいは補間）によって求めることができる。
つまり、上限値か下限値のうち１つ以上を固定的に使用するか、もしくは選択して調整することで、計測点からわずかにずれた入力変数（Ｕ＋Δｕ、Ｖ＋Δｖ、Ｗ＋Δｗ）における光の位相遅れ角θＬを推定することができる。
パラメータを固定もしくは選択する方法は、スイッチや押しボタン、あるいは可変抵抗ボリウムを使用するだけでなく、リモコンやスマートホンのアプリを使って遠隔操作による操作手段を利用できる。

これらの段落Ｂについて、固定もしくは選択して使用することを操作する手段を「操作手段Ｂ」とする。なお、例えば、治療に使用するデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値が予め固定されていて、その固定値を変えずに電源投入して本発明の治療器具を使用した場合には、操作器具としての電源ボタンを投入することが「固定して使用すること」を選択したという意味であるものとする。

次に、＜段落Ｃ＞に関して説明する。
『前記比透過率の時系列データＰ（ｔ）または前記印加電圧の絶対値の時系列データＶａｂｓ（ｔ）の波形が正弦波もしくは階段状波形を含む任意の波形である場合には、波形か上限値か下限値のうち１つ以上を固定的に使用するか、もしくは選択して調整する操作手段Ｃと、』
この段落は、実施例３で正弦波の上限値か下限値の１つだけを変更して光の位相遅れ角θＬを解析した事例を紹介した。実施例５では「階段状波形を含む任意の既知の波形」について上限値か下限値を固定して計測する事例を紹介したが、この「階段状波形を含む任意の既知の波形」について上限値か下限値を変更する方法は実施例３の設計変更で実施できる。

つまり、上限値や下限値や波形などのパラメータの選択を複数同時に組み合わせて変更する計測試験を予め行うことにより、選択を複数同時に変更した場合のデータを採取することができる。
パラメータや周波数を含む波形を固定もしくは選択する方法は、スイッチや押しボタン、あるいは可変抵抗ボリウムを使用するだけでなく、リモコンやスマートホンのアプリを使って遠隔操作による操作手段を利用できる。
これらの段落Ｃについて、固定もしくは選択して使用することを操作する手段を「操作手段Ｃ」とする。なお、例えば、治療に使用する波形か上限値か下限値が予め固定されていて、その固定値を変えずに電源投入して本発明の治療器具を使用した場合には、操作器具としての電源ボタンを投入することが「固定して使用すること」を選択したという意味であるものとする。

続いて、＜段落Ｄ＞に関して説明する。
『前記光と音の位相差Δθの数値を固定的に使用するか、もしくは調整して使用する操作手段Ｄについて、操作手段Ａ、操作手段Ｂ、操作手段Ｃ、もしくは操作手段Ｄのうち、いずれか１つ以上を備えるとともに、』
この段落は、光と音の位相差Δθの数値を実施例４のようにΔθ＝１０［度］あるいは０［度」のように設定するか調整あるいは選択することができることを示す。

この光と音の位相差Δθの数値は、例えば周波数４０Ｈｚの正弦波を用いて比透過率Ｐの目標値の上限値と下限値をそれぞれＬＣＤサングラス１０の仕様上の最大値と最小値に設定した場合、ブレインフォッグを消失させるにはΔθ＝０度を標準として固定して適用することが多い。あるいは、睡眠改善などの治療のために医師が適切と判断した値を処方する場合には、頭痛や過剰投与のリスクと患者個人の病状などを考慮しながら、Δθが０±９０度などの範囲を超えないように調整して使用することも可能である。

光と音の位相差Δθの数値を固定もしくは選択する方法は、スイッチや押しボタン、あるいは可変抵抗ボリウムを使用するだけでなく、リモコンやスマートホンのアプリを使って遠隔操作による操作手段を利用できる。
これらの段落Ｄについて、固定もしくは選択して使用することを操作する手段を「操作手段Ｄ」とする。なお、例えば、治療に使用する波形か上限値か下限値が予め固定されていて、その固定値を変えずに電源投入して本発明の治療器具を使用した場合には、操作器具としての電源を投入することが「固定して使用すること」を選択したという意味であるものとする。

また、操作手段Ａ、操作手段Ｂ、操作手段Ｃ、もしくは操作手段Ｄのうち、いずれか１つ以上を備えるので、操作手段Ａ、操作手段Ｂ、操作手段Ｃ、もしくは操作手段Ｄのどれかあるいは全てをスイッチなどに限らずリモコンやスマートホンのアプリ、さらにはパソコンや遠隔サーバからの通信によって操作してもよい。
これらの操作手段Ａ、操作手段Ｂ、操作手段Ｃ、もしくは操作手段Ｄに関する固定値を変えずに電源投入して本発明の治療器具を使用した場合には、操作器具としての電源ボタンを投入することが「固定して使用すること」を選択したという意味であるものとする。

＜段落Ｅ＞に関して説明する。
『前記視聴覚制御装置５０は、前記光の位相遅れθＬの数値を前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上に保持する手段として、前記ＬＣＤ素子６０の透過率を制御する透過率制御の目標値の波形の選択的な切替えかデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値のうち１つ以上を調整した結果を入力変数とする「近似式」を備える』
前述の発明事項１においては、前記視聴覚制御装置５０の「記録媒体上」の前記光の位相遅れθＬと広く表現したので、この段落では、光の位相遅れθＬがどのように「記録媒体上にある」のかを示す。

実施例４では、実施例３で行った実験をもとに、比透過率Ｐの上限値か下限値を調整した結果を入力変数とする近似式を視聴覚制御装置５０で演算して光の位相遅れθＬを算出した。同様にして、実施例１や実施例２および実施例５で行った実験をもとに、透過率制御の制御目標の波形の選択的な切替えかデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値を調整した結果を入力変数とする近似式を作ることができる（例えば図８（ｂ）の図中に記載した近似式を参照）。

さらに、複数の周波数を含みうる「波形」か「デューティ（Ｄｕｔｙ）比」か「上限値」か「下限値」のうち１つ以上のパラメータを組み合わせて変更する実験水準をきめて光の位相遅れθＬを計測する実験を行うことができる。
そうすれば、たとえば波形が矩形波なら「デューティ（Ｄｕｔｙ）比」と「上限値」と「下限値」を３つのパラメータＵ、Ｖ、Ｗとして用いることで、θＬの「近似式」としてのθＬ＝Ｆ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を作成して利用することができる。
また、たとえば波形が基本周波数が１つだけの正弦波なら「上限値」と「下限値」の２つのパラメータをＵ、Ｖを用いて、近似式としてのθＬ＝Ｇ（Ｕ、Ｖ）を作成して利用できる。

≪発明事項６：基本周波数の種類の数≫
発明事項６は基本周波数の種類の数が１つもしくは複数であることを示すものである。
『＜段落α＞
前記視聴覚制御装置５０で設定した前記光の刺激２００の波形には、１つもしくは複数個の前記基本周波数１９０を含み、

＜段落β＞
前記発音体１６０から発生を繰り返す前記音の刺激２１０の種類の数は、前記基本周波数１９０の種類の数と等しく、
前記視聴覚制御装置５０が出力する前記位相同期信号Ｓの種類の数は、前記基本周波数１９０の種類の数と等しく、
前記視聴覚制御装置５０で設定する前記Ａ点と前記Ｂ点と前記Ｃ点と前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθと前記音の位相遅れθｓの種類の数は、前記基本周波数１９０の種類の数と等しく、

＜段落γ＞
前記視聴覚制御装置５０は、前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上の前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させる前記Ｃ点のタイミングを前記音の位相遅れθｓに制御して、前記音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を前記発音体１６０に供給するにあたり、
前記基本周波数１９０の種類ごとに前記音の位相遅れθｓを制御する』

まず、＜段落α＞について説明する。
『前記視聴覚制御装置５０で設定した前記光の刺激２００の波形には、１つもしくは複数個の前記基本周波数１９０を含み、』
本発明は、周期的な光の刺激２００と音の刺激２１０によって脳波を発生させるメカニズムで動作するが、光の刺激２００については図５（ｃ）で説明したように１つもしくは２種類以上の基本周波数で繰り返すことができる。この時刻指定方式の説明で述べたように、例えば複数の基本周波数を持つ正弦関数（Ｓｉｎ）の線形和で比透過率Ｐの目標値を表現することにより、光の刺激２００に１つだけでなく２つ以上の基本周波数を持たせることができる。

また、図４（ａ）のハードウエア構成で述べたように、イコライザで音質を変えて特徴をつけた２種類のクリック音を発生して、２種類の基本周波数による音の刺激２１０を実現できる。基本周波数の数が２種類を超える場合も同様である。
なお、基本周波数が１つの場合には繰返し周波数はそれと等しく、複数の基本周波数を有する場合にはその「繰返し周波数の周期」は「複数の基本周波数ごとの周期」の最小公倍数である。

次に＜段落β＞について説明する。
『前記発音体１６０から発生を繰り返す前記音の刺激２１０の種類の数は、前記基本周波数１９０の種類の数と等しく、
前記視聴覚制御装置５０が出力する前記位相同期信号Ｓの種類の数は、前記基本周波数１９０の種類の数と等しく、
前記視聴覚制御装置５０で設定する前記Ａ点と前記Ｂ点と前記Ｃ点と前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθと前記音の位相遅れθｓの種類の数は、前記基本周波数１９０の種類の数と等しく、』

＜段落α＞でも説明したとおり、本発明では発音体１６０から発生を繰り返す音の刺激２１０の種類の数は基本周波数１９０の種類の数と同じだけ配設する。
さらに、基本周波数ごとに位相同期信号Ｓを設けることで図３に記載した解析作業を製品生産時あるいは調整時に行うことが可能になるので、位相同期信号Ｓの種類の数は、基本周波数１９０の種類の数と同じだけ配設する。
このようにして図３の解析や実施例４の制御が可能であるから、Ａ点とＢ点とＣ点と光の位相遅れθＬと光と音の位相差Δθと音の位相遅れθｓは基本周波数１９０の種類の数と等しく設けることができる。

次に、＜段落γ＞について説明する。
『前記視聴覚制御装置５０は、前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上の前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させる前記Ｃ点のタイミングを前記音の位相遅れθｓに制御して、前記音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を前記発音体１６０に供給するにあたり、
前記基本周波数１９０の種類ごとに前記音の位相遅れθｓを制御する』

この＜段落γ＞は、基本周波数１９０の数が１つあるいは２つ以上の複数ある場合には、実施例に示したｆ１＝４０Ｈｚやｆ２＝１０Ｈｚなどのような基本周波数１９０の種類ごとに音の位相遅れθｓを制御することを示している。具体的には、基本周波数１９０の種類ごとに位相同期信号Ｓを準備して図３の解析によって実施例１、実施例２あるいは実施例３や実施例５のように、複数の基本周波数を含みうる波形やデューティ比のほか、電圧や比透過率Ｐの上限値や下限値のパラメータを個別にあるいは複数組み合わせて光の位相遅れθＬの値を計測・解析する。

そのうえで、視聴覚制御装置５０は、視聴覚制御装置５０の記録媒体上に、実施例の実験で採取した計測データにもとづいて「近似式」または「内挿」によって算出あるいは特定して準備した「光の位相遅れθＬ」と、光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させるＣ点のタイミングを音の位相遅れθｓに制御して、音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を発音体１６０に供給するものである。

＜経緯＞
本発明のＬＣＤサングラスの研究開発は、発明者自身が２０１８年末に脳梗塞に倒れ、治癒後に頻発したブレインフォッグの症状を緩和するため、自らの身体で実験を行う自主開発からスタートした。
その当時、アルツハイマー型認知症の根本治療効果を目指して米国で開発中の「光と音の刺激を用いた治療法」であるＧＥＮＵＳ（登録商標）に、ブレインフォッグの症状を抑える副作用があるらしいことが下記文献で報道された。
［参考文献］： ＣＡＲＯＬＹＮ ＷＥＡＶＥＲ、２０１７、Ｂｒａｉｎ－ｗａｖｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ′ｓ ｉｓ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ、 ｂｕｔ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｈｕｍａｎ ｓｕｂｊｅｃｔ ｉｓ ｌｅｆｔ ｂｅｈｉｎｄ、ＡｌｔｅｒＮｅｔ

これが、本発明の「ＳＳＶＥＰとＡＳＳＲによる光と音の刺激」を運動療法や認知療法と組み合わせてブレインフォッグ対策に活用する「ＬＣＤサングラス」への着想の原点（特許文献３）になった。

発明者は、ＬＣＤサングラスの１号機の開発成功以来、頻発するブレインフォッグの症状を５分から３０分以内に解消できる対症療法としての効果を日常的に享受している。脳血管性の基礎疾患（脳梗塞の再発の可能性）そのものについては改善できないが、少なくともブレインフォッグの症状を短時間で解消する対症療法としての大きな効果があることは確かである。
一方、発明者が１号機を開発した２０１９年の段階では、本来のＧＥＮＵＳの作用機序は「アミロイドβを減らすアルツハイマー認知症の根本治療」であるとされ、このＬＣＤサングラスが脳血管性のブレインフォッグ解消に即効性を発揮する事実のメカニズムは説明できなかった。

このＬＣＤサングラスが脳梗塞の治癒後に頻発するブレインフォッグを即効性をもって消失させる事実を説明する文献を捜し求め続けたところ、２０２１年になって、非特許文献２や非特許文献３に加え、脳の機能的接続性を表す数学的なコヒーレンス（非特許文献５、非特許文献６）を改善する現象と関連性が高いことに気付いた。
２０２２年に至り、ＬＣＤサングラスを使用中における自らの脳波を工学研究用の多チャンネルのデジタル脳波計ＯｐｅｎＢＣＩ（登録商標）を導入して計測し、デジタルデータを数学解析ソフトＭＡＴＬＡＢ（登録商標）で分析したところ、ＧＥＮＵＳと同様の「コヒーレンスの改善効果」が発生している事実を統計的に有意な客観的データで確認できた。
これにより、ＬＣＤサングラスがブレインフォッグを短時間で解消する効果のメカニズムが「脳の機能的接続性の改善」によるものであることがようやく判明した。

このように、発明者自身はＬＣＤサングラスの効果を日常的に享受している。しかし、これを社会に還元するためには、ＬＣＤサングラスの安全と品質の確保が大前提である。そうでなければ、大学等や医療機関に臨床研究どころか基礎研究すら要請することができない。
そこで発明者は、自らをモルモットにして技術の改良に努め、２０１９年の開発着手から３年の歳月を経て、ようやく、ＬＣＤサングラスの実用化を妨げていた「効果のバラツキ」の課題を本発明によって解決した。
これにより、下記のような産業上の利用可能性が現実のものになりつつある。

＜可能性の概要＞
高齢者の弱った視力や認知能力あるいは脳血管性疾患のリスクを考慮して、レンズ８０の明るさや明滅するちらつきの強さを調整すると、治療用に設定した「光と音の位相差Δθ」が乱れて、「効果のバラツキ」という課題を悪化させていたことに発明者は気付いた。
そこで本発明において、「光と音の位相差Δθ」を一定の誤差の範囲に保つように、音の刺激のタイミングを自動調整することによって課題を解決した。
このため、既に非特許文献５、非特許文献６で安全性が治験で確認されたデジタル医薬品のＧＥＮＵＳ（登録商標）と同様に、治療効果のバラツキや有害事象などの不具合を防止しつつ、治療効果と安全性を高めるための用法と用量に関する臨床研究や治験を行うことが可能になった。

本発明により、ＬＣＤサングラスを運動療法や認知療法と併用して治療するための基礎研究を妨げていた品質管理上の課題が解決したため、ＬＣＤサングラスを品質管理された治療器具として供給できる可能性が高まり、医療に関する基礎的な学術研究のほか、臨床医療や看護あるいはデジタル医薬品などの産業分野で貢献できる可能性がひらけた。
また、意欲的な医薬品業界の新たな収益源となるデジタル医薬品の分野において、脳梗塞のリハビリやＭＣＩなどの認知障害を含む多種多様な神経疾患に関する画期的な予防法や治療法を研究するにあたり、飛躍的な向上をもたらす多くの研究課題を提供できるだろう。

＜具体的な事例＞
本発明は、非特許文献５と非特許文献６で安全性が確認された４０ＨｚのＳＳＶＥＰとＡＳＳＲを同時に使用する発光体１５０と発音体１６０を用いた知覚刺激療法「ＧＥＮＵＳ」を背景技術とし、さらに脳梗塞の治癒後に「弱いブレインフォッグ」の症状が頻発する場合には５分から３０分程度の短時間で症状を消すことができる発明者自身の３年間にわたる利用事例と脳波解析事例もあり、脳血管性のＭＣＩ（軽度認知障害）の発症前に患者の行動意欲を高めて症状の進行を遅らせる用途に適用できることが期待される。

あるいは、ＭＣＩの患者を治療する医薬品は現時点で存在しないが、脳血管性のＭＣＩや非健忘性ＭＣＩによって強いブレインフォッグの症状が頻発する場合でも、本発明のＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具によって脳の機能的接続性を高めることで、ブレインフォッグを軽減して患者の意欲を向上させながら、運動療法や認知療法と併用してＭＣＩから健常な状態に戻すか、あるいはＭＣＩから認知症へ進行することを遅らせることができることが期待される。

このように、運動療法や認知療法と併用することによって、元来は特許文献１や非特許文献５、非特許文献６のようにアルツハイマー型認知症の疾患修飾療法として成果の出ているＧＥＮＵＳ（登録商標）の４０Ｈｚによる光と音の刺激による知覚刺激療法の用途を、アルツハイマー型認知症の治療と予防の用途だけではなく、脳血管性のＭＣＩの治療と予防へも応用できることが期待される。

日本の場合、脳梗塞のような脳血管性の疾患が治癒した後になってブレインフォッグが頻発することで患者が社会参加の意欲を失って引きこもりがちになり、心身への刺激が減少して脳血管性ＭＣＩに進行し、更には重症化して認知症に進んでしまうこともある。
したがって、脳血管性疾患の治癒後のブレインフォッグが頻発した時点で、本発明によるＬＣＤサングラスをリハビリ用の機材として医療機関から処方できるならば、日本国内の高齢者のＭＣＩや認知症患者の発生そのものの予防に役立つ可能性がある。

これにより、高齢者の認知症発症を回避もしくは遅らせることができれば、高齢者が活動的な老後を生きることができ、それぞれの個人的な生活の質（ＱＯＬ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｌｉｆｅ）や創造性を維持し続ける可能性を高めることに貢献しうる。
また、本発明によって脳血管性ＭＣＩや認知症を予防することができれば、社会経験と職業スキルを備えた多くの高齢者が早期に認知障害に陥る危険性を減らし、社会貢献し続けることのできる社会の実現に有用である。

さらに本発明は、４０Ｈｚ以外の周波数にも適用できるので、例えば１０Ｈｚなどのアルファ波や、あるいはシータ波などの多様な周波数帯域、さらには２つの基本周波数を持った位相振幅結合（ＰＡＣ）に関する脳神経分野の学術研究にも貢献できる可能性がある。
また、現代社会で多発する傾向のあるうつ病などの多様な神経疾患の治療器具として、大学等をはじめとする医療機関の学術的な研究用の機材としても、社会的あるいは産業応用として多様な利用の可能性を備えるものである。

高齢者介護施設等では、認知症予防あるいは治療のため、運動療法や認知療法あるいはアロマ療法などの非薬物療法による介護の努力が行われている。ブレインフォッグのために社会参加意欲が低下しがちな高齢者の症状を本発明のＬＣＤサングラスにより軽減できれば、様々な非薬物療法による介護の効果を高めることが期待できる。
これにより、患者個人や家族のみならず社会全体としての医療コストの抑制にも役立つ可能性がある。

１０ ＬＣＤサングラス
２０ 知覚刺激療法器具
３０ 視覚刺激器
４０ 聴覚刺激器
５０ 視聴覚制御装置
５５ 比透過率計測回路
６０ ＬＣＤ素子
７０ 写像グラフ
７５ 逆写像グラフ
８０ レンズ
９０ 繰返し周波数
１５０ 発光体
１６０ 発音体
１６２ 骨伝導イヤホン
１６４ ヘッドホン
１６６ スピーカー
１６８ イヤホン
２００ 光の刺激
２１０ 音の刺激

Claims (6)

1. 脳の機能的接続性の一時的な障害によるブレインフォッグのみならず、脳血管性のＭＣＩを含む多種類の神経疾患の進行抑制を含む予防と症状の軽減のための知覚療法器具２０において、
   
   前記知覚療法器具２０は、視覚刺激器３０と聴覚刺激器４０と視聴覚制御装置５０とから構成され、
   
   前記視覚刺激器３０は、両眼それぞれにレンズ８０を配設した眼鏡、または１枚の幅広な前記レンズ８０を配設して両眼で見るゴーグルやフェイスシールド、において周囲環境から入射する光を透過させる前記レンズ８０としてＬＣＤ素子６０を配設したＬＣＤサングラス１０であり、
   
   前記聴覚刺激器４０は、骨伝導イヤホン１６２、イヤホン１６８、ヘッドホン１６４またはスピーカー１６６を含む可聴周波数の音響を発する発音体１６０であり、
   
   前記視聴覚制御装置５０は、前記視覚刺激器３０の前記ＬＣＤ素子６０に駆動信号を供給して透過率を制御するとともに前記聴覚刺激器４０の前記発音体１６０に駆動信号を供給して制御することによって、光の刺激２００と音の刺激２１０の波形パターンと位相差Δθを発生させる制御手段であって、
   
   前記視聴覚制御装置５０が前記光の刺激２００の制御を繰り返すタイミングの始点をＡ点として制御し、
   前記ＬＣＤサングラス１０を制御するパラメータを、固定するか、選択または調整する手段で変更することによって、前記ＬＣＤ素子６０から前記光の刺激２００の発生を繰り返すタイミングの始点をＢ点として固定または演算し、
   前記発音体１６０から前記音の刺激２１０の発生を繰り返すタイミングの始点をＣ点として制御し、
   
   前記Ａ点から前記Ｂ点までを光の位相遅れθＬとし、
   前記Ｂ点から前記Ｃ点までを前記光と音の位相差Δθとし、
   前記Ａ点から前記Ｃ点までを音の位相遅れθｓとし、
   
   前記視聴覚制御装置５０は、前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上の前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させる前記Ｃ点のタイミングを前記音の位相遅れθｓに制御して、前記音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を前記発音体１６０に供給する制御手段を備える
   ことを特徴とする、 ＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具
   
2. 前記視聴覚制御装置５０が前記光の刺激２００の制御を繰り返すタイミングの始点を前記Ａ点として制御する代わりに、前記Ａ点を基準としてＫ度だけ前後に移動させたＤ点を前記光の刺激２００の制御を繰り返すタイミングの始点として制御する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具
   
3. 前記視聴覚制御装置５０は、前記Ａ点または前記Ｄ点のタイミングを表す計測可能な信号を出力する
   ことを特徴とする、請求項２に記載のＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具
   
4. 前記Ｂ点は、前記ＬＣＤサングラス１０の前記レンズ８０として配設した前記ＬＣＤ素子６０の透過率が前記光の刺激２００を繰り返す時系列波形Ｖｒ（ｔ）について、
   「Ｖｒ（ｔ）の基本周波数１９０の時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）が増加中にＶｒｆ１（ｔ）＝０を通過した瞬間」、
   もしくは、
   「Ｖｒ（ｔ）の前記基本周波数１９０の時系列波形Ｖｒｆ１（ｔ）に定数ｋを加算した値が増加中に、定数ｋを通過した瞬間」
   をもって定義する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具
   
5. 前記視聴覚制御装置５０は、前記光の位相遅れθＬの数値を推定する手段として、前記ＬＣＤ素子６０の透過率を制御する透過率制御の目標値の波形の選択的な切替えかデューティ（Ｄｕｔｙ）比か上限値か下限値のうち１つ以上を調整した結果を入力変数とする「近似式」を備える
   ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具
   
   
6. 透過率制御の目標値に含まれる基本周波数１９０において、
   前記視聴覚制御装置５０で設定した前記光の刺激２００の波形には、１つもしくは複数個の前記基本周波数１９０を含み、
   前記視聴覚制御装置５０は、前記視聴覚制御装置５０の記録媒体上の前記光の位相遅れθＬと前記光と音の位相差Δθとの２つの変数にもとづいて、θｓ＝θＬ＋Δθの等式を成立させる前記Ｃ点のタイミングを前記音の位相遅れθｓに制御して、前記音の刺激２１０の発生を繰り返す駆動信号を前記発音体１６０に供給するにあたり、
   前記基本周波数１９０の種類ごとに前記音の位相遅れθｓを制御する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤサングラスを用いる知覚刺激療法器具
   

Images