JPH1165794A - 誘発脳波を用いた入力装置 - Google Patents
誘発脳波を用いた入力装置Info
- Publication number
- JPH1165794A JPH1165794A JP26520097A JP26520097A JPH1165794A JP H1165794 A JPH1165794 A JP H1165794A JP 26520097 A JP26520097 A JP 26520097A JP 26520097 A JP26520097 A JP 26520097A JP H1165794 A JPH1165794 A JP H1165794A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の点滅モードの異なる光源の間を注視し
た場合に得られる光誘発脳波から注視点位置を特定す
る。 【構成】複数の異なったモードで点滅する光源とこれら
の間の一点を注視することにより得られる光誘発脳波を
分析することにより、注視している位置を特定して同位
置に割り当てられた機能を実行することを特徴とする誘
発脳波を用いた入力機能。
た場合に得られる光誘発脳波から注視点位置を特定す
る。 【構成】複数の異なったモードで点滅する光源とこれら
の間の一点を注視することにより得られる光誘発脳波を
分析することにより、注視している位置を特定して同位
置に割り当てられた機能を実行することを特徴とする誘
発脳波を用いた入力機能。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個並んだ光源の中
の間の点を注視している場合に発生する誘発脳波の特徴
から、注視点位置を特定する機能に関わるものであるか
ら、光源間の空間的位置情報を入力できる。例えば、位
置情報の連続入力操作で様々なパターンが入力できる
し、注視平面とキーボードを対応させておけば文字入力
やその文字に対応させた様々な仕事メニューを遂行する
こともできる。それは例えば様々な周辺機器のオンーオ
フや強度調節でもよい。この機能は四肢に障害があって
身体の周囲の機器や文章作成機能が操作できない人に有
効な機能である。
の間の点を注視している場合に発生する誘発脳波の特徴
から、注視点位置を特定する機能に関わるものであるか
ら、光源間の空間的位置情報を入力できる。例えば、位
置情報の連続入力操作で様々なパターンが入力できる
し、注視平面とキーボードを対応させておけば文字入力
やその文字に対応させた様々な仕事メニューを遂行する
こともできる。それは例えば様々な周辺機器のオンーオ
フや強度調節でもよい。この機能は四肢に障害があって
身体の周囲の機器や文章作成機能が操作できない人に有
効な機能である。
【０００２】
【従来の技術】従来、四肢の不自由な者が周辺機器やコ
ンピュータを操作するためには、様々な補助機器が考案
されている。例えば機能を割り付けられたランプが順番
に点燈して行き、希望する機能が点燈した時、口のそば
のチューブに息を吹き込み選択意志を伝える方式、頭部
の回転や横移動の量や視線の方向を検出して意志を知る
方法などが考えられている。これらの方式にはそれぞれ
欠点があり、例えば点燈のタイミング選択の方法は息を
吹くという作業を多数回行なうことが必要であったり、
１回の選択に時間がかかったりするし、角膜の光反射方
向等から精度よく方向検出するためにはセンサーと眼と
の位置関係を固定する必要がある。中でも様々に点燈モ
ードを変えたランプ列の内で、どのランプを見つめたか
を視覚誘発脳波から検知する方式は動作の確実性はある
ものの選択肢の数だけランプが必要で、装置も複雑にな
ることが問題点であった。
ンピュータを操作するためには、様々な補助機器が考案
されている。例えば機能を割り付けられたランプが順番
に点燈して行き、希望する機能が点燈した時、口のそば
のチューブに息を吹き込み選択意志を伝える方式、頭部
の回転や横移動の量や視線の方向を検出して意志を知る
方法などが考えられている。これらの方式にはそれぞれ
欠点があり、例えば点燈のタイミング選択の方法は息を
吹くという作業を多数回行なうことが必要であったり、
１回の選択に時間がかかったりするし、角膜の光反射方
向等から精度よく方向検出するためにはセンサーと眼と
の位置関係を固定する必要がある。中でも様々に点燈モ
ードを変えたランプ列の内で、どのランプを見つめたか
を視覚誘発脳波から検知する方式は動作の確実性はある
ものの選択肢の数だけランプが必要で、装置も複雑にな
ることが問題点であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の視覚誘発脳波検
出方式は、原理として一つの光源がある周波数で点滅し
ていてこれを注視したとき後頭部で発生する脳波からそ
の光源の点滅周波数成分が検出できる現象を応用してい
る。これによれば、様々な周波数で点滅する光源列の中
の一つを選択して注視するとその脳波の解析から注視光
源が特定できるので、人や機械に自分の意志を眼で伝達
できる機能とすることができる。しかし、この装置では
選択メニューの数だけ光源が必要でキーボードのような
ものでも百個近い光源数となり、装置も複雑となること
が欠点である。そこで光源の数をいかに減少させるかが
課題であった。
出方式は、原理として一つの光源がある周波数で点滅し
ていてこれを注視したとき後頭部で発生する脳波からそ
の光源の点滅周波数成分が検出できる現象を応用してい
る。これによれば、様々な周波数で点滅する光源列の中
の一つを選択して注視するとその脳波の解析から注視光
源が特定できるので、人や機械に自分の意志を眼で伝達
できる機能とすることができる。しかし、この装置では
選択メニューの数だけ光源が必要でキーボードのような
ものでも百個近い光源数となり、装置も複雑となること
が欠点である。そこで光源の数をいかに減少させるかが
課題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光刺激によっ
て後頭部に発生する光刺激誘発脳波の振幅がその人が光
刺激を注視している時に最大となり光源から眼をそらし
て行くにしたがってその光源の誘発脳波出力は減少して
行くことに注目して構成する注視点検出機能である。第
１図はその効果を実験的に示したものである。水平軸、
垂直軸ともに零度は視野の中心を示しており、描かれて
いる等高線上の点は光源の位置である。即ち、視野の中
心に光源がある場合の誘発脳波の信号強度を１とすれば
光源を２．５度左右あるいは上下に移動させるその強度
は６０パーセントに減少することを示しており、更に５
度も離すと２０パーセントに減少することを示してい
る。しかもその減少の傾向は光源をずらす方向によって
はあまり変りのないことを示している。第２図は、２個
の光源が使用者の目の前でそれぞれ異なったモードで点
滅を繰り返している状態を示しており、左側光源１は１
０Ｈｚで、右側光源２は１２Ｈｚで点滅を繰り返してい
る状態を示している。二つの光源は距離５だけ離れてい
るがこの距離は第１図の傾向から５度から１０度程度が
望ましい。図ではＸのマークで示された位置４を人３が
注目している。この時得られる視覚誘発脳波は二つの光
源の点滅周波数を含むものとなり、おおよそ第１図から
も推定される相対的な強度で含まれるところとなるが、
この脳波を周波数解析すると第３図のように左の１０Ｈ
ｚと右の１２Ｈｚ成分がスペクトル上に現われて来る。
これより二つの周波数成分比を計算してあらかじめ調べ
てある、両光源間の左右位置と二周波数の成分比の関係
から現在人が注目している位置を算出することができ
る。
て後頭部に発生する光刺激誘発脳波の振幅がその人が光
刺激を注視している時に最大となり光源から眼をそらし
て行くにしたがってその光源の誘発脳波出力は減少して
行くことに注目して構成する注視点検出機能である。第
１図はその効果を実験的に示したものである。水平軸、
垂直軸ともに零度は視野の中心を示しており、描かれて
いる等高線上の点は光源の位置である。即ち、視野の中
心に光源がある場合の誘発脳波の信号強度を１とすれば
光源を２．５度左右あるいは上下に移動させるその強度
は６０パーセントに減少することを示しており、更に５
度も離すと２０パーセントに減少することを示してい
る。しかもその減少の傾向は光源をずらす方向によって
はあまり変りのないことを示している。第２図は、２個
の光源が使用者の目の前でそれぞれ異なったモードで点
滅を繰り返している状態を示しており、左側光源１は１
０Ｈｚで、右側光源２は１２Ｈｚで点滅を繰り返してい
る状態を示している。二つの光源は距離５だけ離れてい
るがこの距離は第１図の傾向から５度から１０度程度が
望ましい。図ではＸのマークで示された位置４を人３が
注目している。この時得られる視覚誘発脳波は二つの光
源の点滅周波数を含むものとなり、おおよそ第１図から
も推定される相対的な強度で含まれるところとなるが、
この脳波を周波数解析すると第３図のように左の１０Ｈ
ｚと右の１２Ｈｚ成分がスペクトル上に現われて来る。
これより二つの周波数成分比を計算してあらかじめ調べ
てある、両光源間の左右位置と二周波数の成分比の関係
から現在人が注目している位置を算出することができ
る。
【０００５】上記例は二つの周波数によって二つの光源
を駆動した場合の成分混合率から注視点を算出する例で
あるが、パルス的な発光として、左右の光源の発光の立
ち上がり時間を変えておくと、予想される誘発脳波の信
号の立ち上がり成分の強さの比率から同様に注視点の位
置を算出することができる。
を駆動した場合の成分混合率から注視点を算出する例で
あるが、パルス的な発光として、左右の光源の発光の立
ち上がり時間を変えておくと、予想される誘発脳波の信
号の立ち上がり成分の強さの比率から同様に注視点の位
置を算出することができる。
【０００６】
【実施例１】第４図は本発明の実施例を示したものであ
る。被試験者１の前方７０センチの所に発光ダイオード
光源７、８、９、１０を横２、縦２の配列としてそれぞ
れ、異なった周波数で点燈しておく。使用者は４つの光
源で囲まれた矩形の領域内の任意の点１１を注目する。
この時誘発脳波には４つの周波数成分が注視点位置に応
じて含まれ、これをスペクトル解析するとその成分比率
から、注視点の横座標１２と縦座標を算出することがで
きる。例えばこの光源で囲まれた領域内の各位置に操作
メニューを割り当てて置くか、位置情報をそのまま取り
込むことで、文字入力や多数のスイッチ操作、そして様
々なパターン描画作業を実行して行くことができる。
る。被試験者１の前方７０センチの所に発光ダイオード
光源７、８、９、１０を横２、縦２の配列としてそれぞ
れ、異なった周波数で点燈しておく。使用者は４つの光
源で囲まれた矩形の領域内の任意の点１１を注目する。
この時誘発脳波には４つの周波数成分が注視点位置に応
じて含まれ、これをスペクトル解析するとその成分比率
から、注視点の横座標１２と縦座標を算出することがで
きる。例えばこの光源で囲まれた領域内の各位置に操作
メニューを割り当てて置くか、位置情報をそのまま取り
込むことで、文字入力や多数のスイッチ操作、そして様
々なパターン描画作業を実行して行くことができる。
【０００７】第５図（ａ）は第４図で示される４つの光
源で囲まれた領域内に任意の密度で個々の文字領域を割
り当てた場合の割り当て図で、次々と注視点を変えて行
くことで、文字入力や文字に対応させた仕事をさせるこ
とができる。第５図（ｂ）は注視点そのままの位置デー
タを入力するモードで、連続的に注視点を移動させるこ
とで、任意のパターンを描画できるようすを示した。
源で囲まれた領域内に任意の密度で個々の文字領域を割
り当てた場合の割り当て図で、次々と注視点を変えて行
くことで、文字入力や文字に対応させた仕事をさせるこ
とができる。第５図（ｂ）は注視点そのままの位置デー
タを入力するモードで、連続的に注視点を移動させるこ
とで、任意のパターンを描画できるようすを示した。
【０００８】
【発明の効果】 本発明では光源を注視する従来の視覚
誘発効果をそのまま用いるのではなく、複数の光源の間
の位置を注視するために、従来よりはるかに少ない光源
数で多数のメニュー選択や二次元座標入力が可能であ
る。
誘発効果をそのまま用いるのではなく、複数の光源の間
の位置を注視するために、従来よりはるかに少ない光源
数で多数のメニュー選択や二次元座標入力が可能であ
る。
【０００９】
【第１図】 視野の中心から光源をずらした場合のの誘
発脳波の変化の等高線表示図
発脳波の変化の等高線表示図
【第２図】 ２光源の間の一点を注視している図 １ 光源（１０Ｈｚで点滅している） ２ 光源（１２Ｈｚで点滅している） ３ 使用者 ４ 注視点位置 ５ 光源間距離
【第３図】 誘発脳波のパワースペクトル ６ パワースペクトル曲線
【第４図】４種の光源を配置した場合 ７ー１０ それぞれ異なった点滅周波数の光源 １１ 注視点 １２ 注視点の横座表位置 １３ 注視点の縦座標位置
【第５図】入力メニュー 図（ａ）メニューをアルファベットとする文字入力モー
ド 図（ｂ）メニューを位置データとする描画モード
ド 図（ｂ）メニューを位置データとする描画モード
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の刺激光の間の点を注視することに
より発生する誘発脳波中に含まれる該複数刺激光信号に
関わる成分から、注視点の位置情報を得ることを特徴と
する誘発脳波を用いた入力装置 - 【請求項２】 該誘発脳波信号中に含まれる刺激光の周
波数成分比から注視点位置を特定することを特徴とする
請求項１の入力装置 - 【請求項３】 該誘発脳波信号中に含まれる刺激光の
点滅のタイミングに関わる信号成分比から注視点位置を
特定することを特徴とする請求項１の入力装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26520097A JPH1165794A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 誘発脳波を用いた入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26520097A JPH1165794A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 誘発脳波を用いた入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1165794A true JPH1165794A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=17413935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26520097A Pending JPH1165794A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 誘発脳波を用いた入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1165794A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017524394A (ja) * | 2014-05-30 | 2017-08-31 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ ミシガン | 多肢選択式の解答の直接選択及び状態変更の特定を容易にするためのブレインコンピュータインターフェース |
| CN109542221A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-29 | 北京航空航天大学 | 用于近红外光谱上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统 |
| US10664050B2 (en) | 2018-09-21 | 2020-05-26 | Neurable Inc. | Human-computer interface using high-speed and accurate tracking of user interactions |
| US11269414B2 (en) | 2017-08-23 | 2022-03-08 | Neurable Inc. | Brain-computer interface with high-speed eye tracking features |
| US12001602B2 (en) | 2017-11-13 | 2024-06-04 | Neurable Inc. | Brain-computer interface with adaptations for high-speed, accurate, and intuitive user interactions |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP26520097A patent/JPH1165794A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017524394A (ja) * | 2014-05-30 | 2017-08-31 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ ミシガン | 多肢選択式の解答の直接選択及び状態変更の特定を容易にするためのブレインコンピュータインターフェース |
| US11266342B2 (en) | 2014-05-30 | 2022-03-08 | The Regents Of The University Of Michigan | Brain-computer interface for facilitating direct selection of multiple-choice answers and the identification of state changes |
| US11269414B2 (en) | 2017-08-23 | 2022-03-08 | Neurable Inc. | Brain-computer interface with high-speed eye tracking features |
| US11972049B2 (en) | 2017-08-23 | 2024-04-30 | Neurable Inc. | Brain-computer interface with high-speed eye tracking features |
| US12001602B2 (en) | 2017-11-13 | 2024-06-04 | Neurable Inc. | Brain-computer interface with adaptations for high-speed, accurate, and intuitive user interactions |
| US10664050B2 (en) | 2018-09-21 | 2020-05-26 | Neurable Inc. | Human-computer interface using high-speed and accurate tracking of user interactions |
| US11366517B2 (en) | 2018-09-21 | 2022-06-21 | Neurable Inc. | Human-computer interface using high-speed and accurate tracking of user interactions |
| CN109542221A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-29 | 北京航空航天大学 | 用于近红外光谱上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统 |
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