JP2002172106A - 生体光計測法を用いた遊戯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】精神状態や脳活動を反映する生体内代謝物質濃
度もしくはその濃度変化反映する生体内を透過した光強
度の変化を計測し、その計測結果を画面上に表示したオ
ブジェクトへ反映する遊戯装置を提供する。 【解決手段】光照射器（１−１）、（１−２）と光検出
器（１−５）を被検査体（１−３）の皮膚上に接触する
ことで、被検査体内部を伝播した光の強度を検出し、そ
の検出結果を電子計算機（１−８）上へ伝送する。そし
て、その検出強度の変化に応じて、画面（１−９）中に
表示したオブジェクトの位置や形状、色彩などを変化さ
せる。マウス、ジョイスティック、ハンドルなどに代表
される既存の入力装置を用いることなく、ヒトが考えて
いることを計測して、直接画面上のオブジェクトの状態
を制御することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遊戯装置に係り、
特に、精神状態や脳活動を反映する生体内代謝物質濃度
もしくはその濃度変化を反映する生体内を透過した光強
度の変化を計測する生体光計測法を用いた遊戯装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】局在化している脳機能を測定して、外部
装置へ入力することにより、コンピュータ、ゲーム、環
境制御装置、学習度判定装置、乗物の警報装置、医療用
診断および警報装置、うそ発見器、意思表示装置、情報
伝達装置等を制御する光生体計測法を用いた生体入力装
置および生体制御装置が特開平９−１４９８９４号公報
にて提案されている。以下、これについて、図１９を用
いて説明する。

【０００３】被検査体へ光を照射するためには、半導体
レーザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源（１
９−１）と照射用光ファイバに代表される光導波路（１
９−２）（以上を総称して、光照射器とする）を使用す
る。計測に使用する光の波長は生体組織の透過性が高い
波長８００ナノメートル近傍の光を使用するのが最適で
はあるが、この波長帯に限定されるものではない。

【０００４】光導波路の両端は、光源（１９−１）及び
被検査体（１９−３）の皮膚上にそれぞれ接触してい
る。生体へ照射された光は、生体組織により強く散乱さ
れる。しかし、その散乱光の一部は、運動、感覚、言語
に代表される高次脳機能が集中する大脳皮質を通過し、
光照射位置から約３０ミリメートル（成人の場合）離れ
た頭皮へ再び到達する。

【０００５】この場所で生体内を伝播した光の強度を検
出するために、光検出器を配置する。この光検出器は、
光ファイバに代表される光導波路（１９−４）とその一
端を接触させた、フォトダイオード、光電子増倍管に代
表される光電素子（１９−５）から構成される。この光
検出器を用いて、光学的信号から電気的信号へ変換され
る。そして、この電気的信号は電子計算機（１９−６）
を用いて処理する。

【０００６】ここで、体（手、足及びこれらの指など）
を動かしたり物を考えたり念じたりすることで脳を活動
させたと仮定する。脳が活動すると脳の活動部位へ酸素
やグルコースを供給するために、大脳皮質内の血液量が
二次的に変化（増加したり減少したり）する。計測に近
赤外光（波長８００ナノメートル近傍）を使用すると、
血液中のヘモグロビン（酸化ヘモグロビン、還元ヘモグ
ロビン）は、計測に使用する、この光を吸収するため、
検出用光ファイバへ到達した光量は、脳活動に伴いヘモ
グロビン量が増加すると減少する。このため、検出した
光の強度の変化は脳の活動を反映する。この光の強度変
化を計測し、この計測結果を用いてコンピューターを制
御することで、精神状態や脳活動を反映するヒトの思考
を計測してコンピューターを制御する入力装置が実現さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、以下に示
す２つの課題を解決する。

【０００８】第１に、上記生体光計測装置を用いた遊戯
装置を実現する。一般に、遊戯装置は、マウス、ジョイ
スティック、ハンドル、タッチパネルなどに代表される
入力装置と、その入力結果をプレーヤーへ提示すること
が特徴である、ブラウン管ディスプレー、液晶ディスプ
レー、発光ダイオードアレーに代表される呈示装置を具
備する。これらの既存の入力装置は、脳からの指令に基
づいて手や足を動かし、これら手や足を用いてコンピュ
ーターへ脳からの指令を入力することが共通点として挙
げられる。この入力に応じて、呈示装置上に表示された
オブジェクトの位置、形態、サイズに代表される「状
態」が変化することで、既に様々な遊戯装置が実現され
ている。

【０００９】これに対して、特開平９−１４９８９４号
公報にて開示された生体入力装置は、手や足を用いずヒ
トが考えていることをそのままコンピューターへ入力す
ることが可能であるものの、この生体入力装置を用いた
具体的な遊戯装置の実施手段は何等開示されていない。
もし具体的に遊戯装置が実現されるのであれば、健常者
のみならず手や足を動かすことが困難な人にとっても、
新たな遊戯装置になり得、この結果、様々な人が同じ遊
戯装置を用いて楽しむことが可能になる。

【００１０】そこで、本発明では、脳からの指令や脳の
活動を、光脳機能計測法を用いて直接コンピューターへ
入力し、その入力結果に基づく遊戯装置を実現すること
を第１の目的とする。

【００１１】具体的には、第一に、ヒトが物を考えた
り、物を念じたり、手や足を動かそうとする時に活性化
するヒト脳機能を、光を用いて計測する。第二に、この
ヒト脳機能の活動の計測結果を、電子計算機の画面上に
表示したオブジェクトへ反映することを可能にする遊戯
装置を実現する。

【００１２】第２に、本発明では、上記遊戯装置におい
て、プレーヤーがゲームに集中し過ぎることで疲労を感
じさせないゲームのコンテンツを提供することを第２の
目的とする。

【００１３】上記の遊戯装置は、ヒトの脳活動を用いて
コンピューターを制御する。言い換えれば、頭を使いヒ
トの脳活動を制御するため、頭を使うために疲労する可
能性がある。また、作成したゲームのコンテンツがプレ
ーヤーにとって面白い場合、時間が経過するのを忘れて
ゲームに熱中してしまい、その結果疲労を感じてしまう
可能性もありえる。そこで、このように疲労を感じさせ
ないゲームの実施例を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】ヒトの脳は、ブロードマ
ンの脳地図で表現される様に、異なる細胞構築で計測領
域分割されている。更に、これらの各領域は、異なる機
能を分担している。例えば、脳を横から見ると自発的な
運動（手、足、指など）に関与する領域は頂上部、感
覚、視覚に関与する領域は後頭部、言語に関する領域は
左半分の所定部で分担している。

【００１５】本発明では、このように特定された場所か
らの情報を高精度で抽出するために、空間分解能の高い
生体光計測法を使用する（脳波の計測では、生体中の誘
電率が不均一であるために、信号の発生場所が不明確に
なり空間分解能が低い。また、被験者の体の動きに対し
て、筋電位が大きく信号に反映するため、被験者を拘束
するという難点もある）。

【００１６】この生体光計測法は、単数もしくは複数の
被検査体の皮膚上に、少なくとも一つの光照射器と、該
光照射器より被検査体皮膚が照射されることにより、該
被検査体皮膚内部の通過光を集光し、この集光された被
検査体通過光強度を計測するための、被検査体皮膚上に
配置された少なくとも一つの光検出器と、これら光照射
器および光検出器を用いて計測された生体内代謝物質の
濃度変化を計算する演算部から構成されている。

【００１７】そして、本発明に基づく遊戯装置では、こ
の生体光計測法の演算部は、表示画面を具備する表示部
と接続していることが特徴である。そして、この表示部
中の表示画面には、少なくとも一つのあるオブジェクト
が表示されている。このオブジェクトの位置、形態、サ
イズに代表される「状態」は、生体内を透過した信号光
の強度変化に応じて変化することが特徴である。これに
よって、脳活動に伴う生体内代謝物質の濃度変化を可視
化することが可能になる。この結果、被検査体は自らの
脳を活動させることで、画面上に表示されたオブジェク
トの位置、形態、サイズに代表される「状態」を変化さ
せることが可能になり、本発明が目的とする遊戯装置が
実現できる。なお、演算部と表示画面とは一体であって
も、独立した構成であってもよい。

【００１８】このように、本発明は、生体に光を照射す
るための少なくとも一つの光照射器と、前記光照射器か
ら照射され前記生体内を伝播した通過光を集光するため
の少なくとも一つの光検出器と、少なくとも一つのオブ
ジェクトを表示する表示画面を備えた表示部と、前記光
検出器で計測された前記通過光の強度に関する計測信号
に基いて前記表示部を制御する演算部とを有し、かつ、
少なくとも一つの前記光検出器により計測された計測信
号の強度変化に応じて、前記表示画面上に表示された少
なくとも一つの前記オブジェクトを含む状態が変化する
よう構成したことを特徴とする生体光計測法を用いた遊
戯装置を提供する。

【００１９】また、本発明は、複数の生体に光を照射す
るための少なくとも一つの光照射器と、前記光照射器か
ら照射され前記生体内を伝播した通過光を集光するため
の少なくとも一つの光検出器と、少なくとも一つのオブ
ジェクトを表示する表示画面を備えた演算部と、前記光
検出器で計測された前記通過光の強度に関する計測信号
に基いて前記表示部を制御する演算部とを有し、かつ、
少なくとも一つの前記光検出器により計測された計測信
号の強度変化に応じて、前記表示画面上に表示された一
つ以上のオブジェクトを含む状態が変化するよう構成し
たことを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置を提
供する。

【００２０】また、本発明は、複数の生体の各々に導波
路を介して光を照射するための少なくとも一つの光照射
器と、該光照射器から照射され前記生体内を伝播した通
過光を集光するための少なくとも一つの光検出器と、少
なくとも一つのオブジェクトを表示する表示画面を備え
た表示部と、前記光検出器で計測された前記通過光の強
度に関する計測信号に基いて前記表示部を制御する演算
部とを有し、かつ、少なくとも一つの前記光検出器によ
り計測された計測信号の強度変化に応じて、前記表示画
面上に表示された一つ以上のオブジェクトを含む状態が
変化するよう構成したことを特徴とする生体光計測法を
用いた遊戯装置を提供する。

【００２１】また、本発明は、前記構成において、光照
射器と、光検出器と、表示部と、演算部とを同一の情報
端末に内蔵せしめ、かつ、光照射器および光検出器の一
部は、前記情報端末の端子と結合するよう構成したこと
を特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装置を提供す
る。

【００２２】さらに、本発明は、前記構成において、演
算部は、光照射器から光を照射した累積時間および基準
照射期間を記憶する機能と音声を発するスピーカを含ん
でなり、かつ、光照射器から光を照射した累積時間が基
準照射期間を超過した場合に、表示画面上の構成を変更
させる指令か、もしくはスピーカから発する音声を変更
させる指令を出すよう構成したことを特徴とする生体光
計測法を用いた遊戯装置を提供する。

【００２３】さらにまた、本発明は、前記構成におい
て、演算部は、光照射器から光を照射した累積時間が前
記基準照射期間内であっても、透過光の強度が所定の閾
値を超過した場合に、表示画面上の構成を変更させる
か、もしくはスピーカから発する音声を変更させる指令
を出すよう構成したことを特徴とする生体光計測法を用
いた遊戯装置を提供する。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明では、光を用いて局在化し
ている脳機能の活動状況を計測し、計測した信号を、例
えば電子計算機等の演算部の入力信号として用いる。具
体的には、一つ以上の光照射器と一つ以上の光検出器を
一人以上の被検査体の皮膚上に接触し、生体内を透過し
た光の強度変化を計測する。この計測結果は、脳活動に
伴う生体内代謝物質（酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロ
ビンなど）の濃度変化を反映する。この計測結果が演算
部への入力信号として利用される。演算部に接続された
表示部には被検査体への表示（呈示）画面が存在し、そ
の画面上には一つ以上のオブジェクトが存在する。生体
内代謝物質の濃度もしくは濃度変化、すなわち、この濃
度もしくは濃度変化を反映する演算部への入力信号強度
の変化（もしくは生体内を透過した光の強度変化）に応
じて、一つ以上のオブジェクトの形態（位置、色彩、サ
イズなど）が変化する。

【００２５】すなわち、光を用いて脳機能を計測し、脳
機能の活動状態に応じて電子計算機等の演算部へ接続し
た表示画面上のオブジェクトの状態が変化する遊戯装置
が実現できる。

【００２６】以下、図を用いて本発明に関する実施例を
具体的に説明する。

【００２７】図１は、一人のプレーヤー上に一つの光照
射手段と一つの光検出手段を用いて、生体内の代謝物質
（例えば、血液中の酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビ
ン、チトクロムなど）の濃度もしくはその濃度変化を計
測し、画面に表示されたオブジェクトに対して、生体内
組織伝播光強度に依存する脳活動を反映する遊戯装置を
実現する一実施例を示す。１−１は半導体レーザ、発光
ダイオード、ランプに代表される光源であり、その先端
は光導波路（例えば、光ファイバ）１−２と接続してい
る。

【００２８】光ファイバのもう一端は、被検査体（１−
３）の皮膚上（例えば頭皮上）に接触している。頭皮上
に接触する場合は、頭皮上に存在する髪の毛を掻き分
け、頭皮上に直接光導波路の先端が接触していることが
望ましい。何故ならば、計測に使用する光が髪の毛によ
って吸収されてしまうと、光照射効率が低下するためで
ある。

【００２９】１−４は、光導波路（１−２）よって照射
され、検査体（１０３）内部を伝搬した光を検出するた
めに使用する検出用の光ファイバである。この光ファイ
バ（１−４）の一端は、被検査体（１−３）の皮膚上
（例えば頭皮上）に接触している。この光ファイバの一
端も、同様の理由により、頭皮上に存在する髪の毛を掻
き分け、頭皮上に直接光導波路の先端が接触しているこ
とが望ましい。また、もう一端は、アバランシェホトダ
イオード、光電子増倍管に代表される光検出器（１−
５）に接続している。これら光源（１−１）と光検出器
（１−５）は、制御装置（１−６）と電気的に接続され
ている。この制御装置（１−６）は、アナログディジタ
ル変換器（１−７）を介して、電子計算機等に代表され
る演算部（１−８）と接続している。

【００３０】この制御装置（１−６）と演算部（１−
８）は、相互に双方向の情報の伝送が可能である。制御
装置（１−６）は、光源に対して光量の調整（例えば、
光源のオンもしくはオフ、パルス状の光源を発生する、
光源の発光強度をある角周波数で変調する）を実施する
ことが可能である。

【００３１】また、演算部（１−８）は、検出した光の
強度変化（時刻依存性）の情報を一時的もしくは永久的
に蓄えるために、記憶装置（例えば、ハードディスク、
メモリ）を具備している。光検出器（１−５）に到達し
たアナログ的な光強度は、アナログディジタル変換器
（１−７）を介してディジタル的な光強度に変換され、
その結果は演算部（１−８）へ伝送される。

【００３２】また、演算部（１−８）から制御装置（１
−６）へは、光源の光量調整を指示する信号が伝送され
る。本実施例では、制御装置（１−６）、アナログディ
ジタル変換装置（１−７）、演算部（１−８）は別々の
独立した装置構成になっているが、一体化した装置構成
であっても何等問題は無い。

【００３３】また、電子計算機（１−８）上には、画面
に表示されたオブジェクトに対して、生体内組織伝播光
強度に依存する脳活動を反映する遊戯装置を実現するた
めに、表示画面（１−９）を備えた表示部を有する。こ
の表示画面（１−９）の構成に関しては、別の実施例を
用いて説明する。なお、この表示部は、演算部とは一体
構成であっても、別々の独立した装置構成であってもよ
い。

【００３４】次に、図２に示した計測方法を用いて、生
体内代謝物質濃度の変化を計測する方法を説明する。

【００３５】まず、図２に示した計測方法を用いて、光
照射用光導波路（２−１）と検出用光導波路を（２−
２）を被検査体（２−３）の頭皮上に接触させる。ヒト
の脳は、頭皮の内側に、頭蓋骨（２−４）、脳脊髄液層
（２−５）、大脳皮質（２−６）などが層状に存在す
る。ここで、光照射用光導波路（２−１）と検出用光導
波路（２−２）は、被検査体（２−３）が痛みを感じな
い様に、頭皮上に軽く接触させる。

【００３６】ここで、生体組織は光を強く散乱する。こ
のため、散乱された光の一部は、図２（ａ）に示すよう
に、頭蓋骨（２−４）の内側に存在しヒト固有の高次脳
機能が集中している大脳皮質（２−６）を経由し、検出
用光導波路（２−２）と被検査体（２−３）の頭皮の接
触位置へ到達する。この到達位置は、光照射位置（光照
射用光導波路（２−１）の頭皮上での接触位置）から、
成人の場合、一般的に約３０ｍｍ離れている。

【００３７】ここで、脳が活動すると、図２（ｂ）に示
すように、脳神経細胞の活動部位へ、酸素やグルコース
を供給するために、大脳皮質内の血液量（酸化ヘモグロ
ビン濃度、還元ヘモグロビン濃度）が変化する（２−
７）。計測には、生体組織透過性が高く（生体中の水や
タンパク質に計測され難く）、血液中のヘモグロビン
（酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン）により吸収さ
れる近赤外光（波長：８００ナノメートル前後）を使用
するのがもっとも望ましい。もちろん、この波長体の光
に限定されるものでは無い。ここで、脳が活動すること
で、大脳皮質の血液量が増加（減少）すると、検出され
る光の強度は減少（増加）する。

【００３８】次に、図１に示した計測システムを用い
て、画面に表示されたオブジェクトに対して、生体内組
織伝播光強度に依存する脳活動（神経活動）を反映する
遊戯装置のコンテンツの一実施例を示す。

【００３９】まず、図３（ａ）中の３−１に、生体組織
を透過した光の強度と計測時間の関係例を示す。この計
測では、図１に示した光照射用光ファイバと光検出用光
ファイバを、或る被検査体の左眉毛上１センチメートル
の「額」上に３０ｍｍ間隔で配置した。この図中の計測
期間（５０秒）中、１０秒から３０秒（２０秒間）で
は、被検査体は、その右手を１Ｈｚで、「グー」と「パ
ー」を繰り返した。一方、これらの時間中では、被検査
体は安静な状態を取った。この計測結果から、タスク開
始後数秒後に検出光強度が減少し、タスクが終了すると
検出光強度は増加していることが分かる。これは、脳の
活動により、生体内の代謝物質濃度（ヘモグロビン濃
度）が増加していることと対応している。

【００４０】そこで、図３（ｂ）中の３−２に示すよう
なコンテンツの一実施例を提供する。このコンテンツで
は、画面上に気球（３−３）が存在する。この気球は、
地面（３−４）に対して高さｘの位置に存在する。

【００４１】この高さｘの決定方法は、例えば、生体組
織を透過した光の強度と計測時間の関係例（３−１）に
倣うと以下のように決定される。式（１）中のｔ＝０で
の検出光強度は或る基準強度であり、計測期間中（遊戯
装置実施期間中）の任意時刻における強度であっても、
この期間中の平均値であっても、また、これ以外に任意
に決定した基準強度であっても構わない。勿論、この式
（１）を用いた決定方法に限定されるものでは無い。

【００４２】 ｘ＝ｌｎ{（ｔ＝０での検出光強度）／（時刻tでの検出光強度）} ‥‥‥‥‥‥‥‥ 式（１） この式（１）によれば、透過光強度が減少するとｘは増
加し、一方、透過光強度が増加するとｘは減少する。こ
のため、脳が活動すると気球の高さは高くなることが分
かる。以上の方法を用いることで、第一に、ヒトが物を
考えたり、物を念じたり、手や足を動かそうとする時に
活性化し、不可視であるヒト脳機能を計測し、第二にそ
の結果を直接電子計算機へ入力し、第三に、このヒト脳
機能を可視化し、言い換えれば、脳活動に応じて画面上
に表示されたオブジェクトが変化する遊戯装置を実現す
ることができた。

【００４３】以上述べた実施例の変形例を、以下に述べ
る。

【００４４】図４は、被検査体の皮膚上に複数の計測点
を設定し、これら複数計測点での代謝内物質濃度の濃度
変化を計測する。そして、これら濃度変化の計測結果に
基づいて、画面に表示されたオブジェクトに対して、生
体内組織伝播光強度に依存する脳活動を反映する遊戯装
置を実現する実施例を述べる。４−１は、半導体レー
ザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源である。
この発光強度は、制御装置（４−２）により制御され、
４−１および４−２は電気的に結合している。

【００４５】半導体レーザ、発光ダイオード、ランプに
代表される光源（４−１）のもう一端は、光ファイバに
代表される光導波路（４−３）に接続し、この光ファイ
バは、更に、光結合器（４−４）により、複数の光ファ
イバに代表される照射用光導波路（４−５）に接続して
いる。これら複数の光ファイバの先端は、被検査体（４
−６）の皮膚上の複数点上にて接触している。例えば、
それぞれ左右の側頭葉に配置することが考えられる。勿
論、この配置方法に限定されるものではなく、被検査体
の皮膚上における任意の点に配置しても構わない。各光
ファイバに代表される照射用光導波路（４−５）の先端
から数センチメートル離れた場所に、検出用の光ファイ
バに代表される光導波路（４−７）を配置する。例え
ば、計測対象が、ヒト脳機能の活動に伴う生体内代謝物
質の濃度変化（血液量変化）であるのであれば、３セン
チメートル程度にするのが望ましいが、勿論、この値に
限定されるものでは無い。

【００４６】この検出用の光ファイバに代表される光導
波路（４−７）のもう一端は、アバランシェホトダイオ
ード、光電子増倍管に代表される光検出器（４−８）に
接続している。この光検出器（４−８）により、生体内
を伝搬した光の強度は、電気的な信号強度に変換され
る。そして、電気的に結合した制御装置（４−２）へ入
力される。制御装置（４−２）へ入力されたこの信号強
度は、アナログデジタル変換器（４−９）へ入力され、
そのディジタル信号は、演算部（画面制御装置）（４−
１０）へ入力される。本実施例では、この画面制御装置
（４−１０）は、表示画面（４−１１）を具備してい
る。表示画面上に表示されるコンテンツは後述する。以
上述べた計測方法を用いると、以下に述べる画面に表示
されたオブジェクトに対して、生体内組織伝播光強度に
依存する脳活動を反映する遊戯装置を実現することがで
きる。

【００４７】図４に示した光ファイバに代表される照射
用光導波路（４−５）は、頭皮上の複数点に配置されて
いる。ヒト脳機能は、機能毎に大脳皮質上に局在化して
いる。例えば、この光導波路の一本を、左側頭葉上に、
もう一本を右側頭葉上に設置すると、それぞれ、右指運
動野、左指運動野の脳活動を計測することが可能にな
る。別の言い方をすれば、右手の指を動かすことで、左
側頭葉を活性化することができ、その結果、被検査体
（４−６）の頭皮上に設置した照射用光導波路（４−
５）と検出用の光ファイバに代表される光導波路（４−
７）を用いて、左側頭葉での脳の活性化を計測すること
が可能になる。同様に、左手の指を動かすことで、右側
頭葉を活性化することができ、その結果、被検査体（４
−６）の頭皮上に設置した照射用光導波路（４−５）と
検出用の光ファイバに代表される光導波路（４−７）を
用いて、右側頭葉での脳の活性化を計測することが可能
になる。このように、複数の計測点を設置することで、
複数種類の脳活動を計測することが可能になる。

【００４８】そこで、表示画面（４−１１）上に表示す
るオブジェクトに対して、生体内組織伝播光強度に依存
する脳活動を反映する遊戯装置を実現する方法を、図５
により説明する。５−１は表示画面であり、この表示画
面では、カヌーを用いた川下りを表現している。５−２
は川岸であり、カヌー（５−３）は川岸に囲まれた川の
中を航行する。このカヌーは、予め電子計算機上に記憶
された地点毎の流速に従い、上流（５−４）から下流
（５−５）へ航行する。

【００４９】図５中の５−６は、障害物であり、この障
害物にカヌー（５−４）が接触すると、カヌーは航行し
なくなる。５−６に述べた障害物は、例えば、川の中に
存在する岩や流木などを想定していて、図５中に表示し
た障害物の形状に限定されるものでは無い。図５中に示
した破線形状のカヌー（５−７）は、時系列に推移した
川の中でのカヌーの位置であり、障害物（５−６）に接
触することなく、川の中を進んでいる。この様に川の中
を進むためには、左右の指を運動させることで、左右の
側頭葉に存在する指運動野を独立して活性化させれば良
い。

【００５０】この結果、画面に表示されたオブジェクト
（図５の場合、カヌー（５−３））に対して、生体内組
織伝播光強度に依存する脳活動を反映する遊戯装置を実
現することができる。

【００５１】以上述べた光を用いた脳機能計測法には、
磁気を用いた脳機能計測法（例えば、機能的磁気描画装
置）、電気を用いた脳機能計測法（例えば、脳波計）、
放射線を用いた脳機能計測法（例えば、陽電子照射断層
像描画装置）には無い優れた特徴がある。それは、装置
が小型であっても、局在化したヒト脳機能を安全に計測
することが可能であることである。このため、複数人の
ヒト脳機能を同時に計測することも可能である。そこ
で、複数人のヒト脳機能を同時に計測し、その結果、画
面に表示されたオブジェクトに対して、生体内組織伝播
光強度に依存する脳活動を反映する遊戯装置を実現する
実施例を用いて説明する。

【００５２】図６は、複数の被検査体を同時計測する場
合の実施例の一形態である。６−１は、半導体レーザ、
発光ダイオード、ランプに代表される光源である。この
発光強度は、制御装置（６−２）により制御され、６−
１および６−２は電気的に結合している。半導体レー
ザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源（６−
１）のもう一端は、光ファイバに代表される光導波路
（６−３）に接続し、この光ファイバは、更に、光結合
器（６−４）により、複数の光ファイバに代表される光
導波路（６−５）に接続している。これら複数の光ファ
イバの先端は、被検査体１（６−６）および被検査体２
（６−７）の皮膚上に各々接触している。

【００５３】各光ファイバに代表される照射用光導波路
（６−５）の先端から数センチメートル離れた場所に、
検出用の光ファイバに代表される光導波路（６−８）を
配置する。例えば、計測対象が、ヒト脳機能の活動に伴
う生体内代謝物質の濃度変化（血液量変化）であるので
あれば、３センチメートル程度にするのが望ましいが、
勿論この値に限定されるものでは無い。

【００５４】この検出用の光ファイバに代表される光導
波路（６−８）のもう一端は、アバランシェホトダイオ
ード、光電子増倍管に代表される光検出器（６−９およ
び６−１０）に接続している。この光検出器により、生
体内を伝搬した光の強度は、電気的な信号強度に変換さ
れる。そして、電気的に結合した制御装置（６−２）へ
入力される。制御装置へ入力されたこの信号強度は、ア
ナログデジタル変換器（６−１１）へ入力され、そのデ
ィジタル信号は画面制御装置（６−１２）へ入力され
る。この画面制御装置は、表示画面（６−１３）を具備
している。表示画面上に表示されるコンテンツは後述す
る。

【００５５】以上述べた計測方法では、アバランシェホ
トダイオード、光電子増倍管に代表される光検出器（６
−９および６−１０）が複数個所要となった。そこで、
より少ない検出器の個数にて、複数の被検査体を同時に
計測することが可能な計測法を、以下の実施例において
図７により説明する。７−１は、半導体レーザ、発光ダ
イオード、ランプに代表される光源である。この発光強
度は、制御装置（７−２）により制御され、７−１およ
び７−２は電気的に結合している。

【００５６】半導体レーザ、発光ダイオード、ランプに
代表される光源（７−１）のもう一端は、光ファイバに
代表される光導波路（７−３）に接続し、この光ファイ
バは、更に、光結合器（７−４）により、複数の光ファ
イバに代表される光導波路（７−５）に接続している。
これら複数の光ファイバの先端は、被検査体１（７−
６）および被検査体２（７−７）の皮膚上に各々接触し
ている。

【００５７】各光ファイバに代表される照射用光導波路
（７−５）の先端から数センチメートル離れた場所に、
検出用の光ファイバに代表される光導波路（７−８）を
配置する。例えば、計測対象が、ヒト脳機能の活動に伴
う生体内代謝物質の濃度変化（血液量変化）であるので
あれば、３センチメートル程度にするのが望ましいが、
勿論この値に限定されるものでは無い。この検出用の光
ファイバに代表される光導波路（７−８）のもう一端
は、光結合器（７−９）に結合している。

【００５８】この光結合器からの出力は、光ファイバに
代表される光導波路（７−１０）を介して、アバランシ
ェホトダイオード、光電子増倍管に代表される光検出器
（７−１１）に接続している。この光検出器により、生
体内を伝搬した光の強度は、電気的な信号強度に変換さ
れる。そして、電気的に結合した制御装置（７−２）へ
入力される。制御装置へ入力されたこの信号強度は、ア
ナログデジタル変換器（７−１２）へ入力され、そのデ
ィジタル信号は画面制御装置（７−１３）へ入力され
る。この画面制御装置は、表示画面（７−１４）を具備
している。また、光結合器（７−４）は、制御指令伝送
用回路（７−１５）を介して、制御装置（７−２）と結
合している。

【００５９】この図７に示した計測方法では、一つの光
源（７−１）からの光を複数の被検査体（７−６、７−
７）へ照射し、各被検査体内を伝搬した光強度を一つの
光検出器（７−１１）を用いて検出する。検出した光
が、どちらの被検査体を伝搬した光であるかを明らかに
するために、以下の図８に示す制御シーケンスを設け
る。８−１は、制御装置（７−２）から光結合器（７−
４）へ発せられる制御用パルスである。このパルスの照
射間隔は、例えば１００ミリ秒とするが、勿論この値に
限定されるものでは無い。

【００６０】この制御用パルスを光結合器（７−４）が
受信すると、８−２および８−３が示す様に、照射用光
ファイバ（７−５）を介して、被検査体１（７−６）お
よび被検査体２（７−７）へ照射される光強度は、交互
に切り替わる。８−４および８−５は、検出用の光ファ
イバに代表される光導波路（７−８）により検出した被
検査体１（７−６）および被検査体２（７−７）の内部
を伝搬した光の強度であり、各々８−２および８−３に
示した光強度の時刻依存性に同期して検出することがで
きる。これらの光強度は、光結合器（７−９）を介し
て、光検出器（７−１１）にて電気的信号へ変換され
る。変換された結果は、制御装置内にて、８−１は、制
御装置（７−２）から光結合器（７−４）へ発せられる
制御用パルス（８−１）に同期して、各被検査体（７−
６、７−６）を透過した光強度毎に弁別することが可能
になる。

【００６１】以上、図６もしくは図７に示した計測方法
を用いて、画面制御装置（図６中の６−１３もしくは図
７中の７−１４）上に表示するオブジェクトに対して、
生体内組織伝播光強度に依存する脳活動を反映する遊戯
装置を実現する方法を、図９により説明する。

【００６２】図９には、被検査体１（９−１）および被
検査体２（９−２）が表示されている、対戦型綱引きを
示している。各被検査体（被検査体１および被検査体
２）の脳活動に伴う血液量変化は、例えば、式１に示し
た算出方法で計算する。例えば、被検査体１（９−１）
の血液量変化（Ｂ１）および被検査体２（９−２）の血
液量変化（Ｂ２）である場合、各血液量変化の差は（Ｂ
１−Ｂ２）で与えられる。図９中の９−３は、この差を
表示するインジケーターであり、この図中ではＢ１−Ｂ
２＝２である場合を表示している。

【００６３】この図中では、Ｂ１−Ｂ２の変域は、−５
から＋５までを表示しているが、勿論この変域に限定さ
れるものでは無い。被検査体毎および計測部位毎に（照
射用光ファイバと検出用光ファイバを設けた場所毎に）
脳の活動量は異なる。この結果、画面制御装置（図６中
の６−１３もしくは図７中の７−１４）上に表示するオ
ブジェクトに対して、生体内組織伝播光強度に依存する
脳活動を反映する遊戯装置を実現することができる。

【００６４】図１０は、図４および図６に示した計測方
法の変形例である。１０−１は、半導体レーザ、発光ダ
イオード、ランプに代表される光源である。この発光強
度は、制御装置（１０−２）により制御され、１０−１
および１０−２は電気的に結合している。半導体レー
ザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源（１０−
１）のもう一端は、光ファイバに代表される光導波路
（１０−３）に接続している。複数の光ファイバの先端
は、２本ずつ、被検査体１（１０−４）および被検査体
２（１０−５）の皮膚上に各々接触している。

【００６５】各光ファイバに代表される照射用光導波路
（１０−３）の先端から数センチメートル離れた場所
に、検出用の光ファイバに代表される光導波路（１０−
６）を配置する。例えば、計測対象が、ヒト脳機能の活
動に伴う生体内代謝物質の濃度変化（血液量変化）であ
るのであれば、３センチメートル程度にするのが望まし
いが、勿論この値に限定されるものでは無い。

【００６６】この検出用の光ファイバに代表される光導
波路のもう一端は、アバランシェホトダイオード、光電
子増倍管に代表される光検出器（１０−７）に接続して
いる。この光検出器（１０−７）により、生体内を伝搬
した光の強度は、電気的な信号強度に変換される。そし
て、電気的に結合した制御装置（１０−２）へ入力され
る。制御装置へ入力されたこの信号強度は、アナログデ
ジタル変換器（１０−８）へ入力され、そのディジタル
信号は画面制御装置（１０−９）へ入力される。この画
面制御装置は、表示画面（１０−１０）を具備してい
る。

【００６７】次に、図１０の表示画面（１０−１０）上
に表示されるコンテンツの一実施例を述べる。図１０の
実施例で用いた光ファイバは、例えば、左右の側頭葉上
（運動野上）に配置する。前述した通り、例えば、左右
の手の指を運動させると、左右の運動野を独立に活性化
することが可能になる。そこで、左右の運動野を活性化
させることで、画面に表示されたオブジェクトに対し
て、被検査体の意志を反映することが可能になる。複数
の被験者を計測対象としているため、被検査体同士が競
争を行うことが可能になる。この競争遊戯装置を実現す
ることが可能な実施例を、図１１により説明する。

【００６８】１１−１は表示画面であり、この表示画面
では、カヌーを用いた川下りを表現している。１１−２
は川岸であり、カヌー１（１１−３）およびカヌー２
（１１−４）は川岸に囲まれた川の中を航行する。この
カヌーは、予め電子計算機上に記憶された地点毎の流速
に従い、上流（１１−５）から下流（１１−６）へ航行
する。１１−７は障害物であり、この障害物にカヌー
（１１−３、および１１−４）が接触すると、カヌーは
航行しなくなる（この地点での下流方向への流速はゼロ
になる）。

【００６９】１１−７に示した障害物は、例えば、川の
中に存在する岩や流木などを想定していて、図１１中に
表示した障害物の形状に限定されるものでは無い。図５
中に示した破線形状のカヌー１（１１−８）およびカヌ
ー２（１１−９）は、時系列に推移した川の中でのカヌ
ーの位置であり、障害物（１１−７）に接触することな
く、川の中を進んでいる。この様に川の中を進むために
は、左右の指を運動させることで、左右の側頭葉に存在
する指運動野を独立して活性化させれば良い。この結
果、画面に表示されたオブジェクト（図１１の場合、カ
ヌー（１１−３および１１−４）に対して、生体内組織
伝播光強度に依存する脳活動を反映する遊戯装置を実現
することができる。

【００７０】光を用いた生体計測法は半導体レーザ、発
光ダイオードに代表されう半導体製光源とフォトダイオ
ードに代表される半導体製検出器を使用することが可能
であるため、装置を小型化することが可能になる。この
小型化した計測装置および、画面に表示されたオブジェ
クトに対して、生体内組織伝播光強度に依存する脳活動
を反映する遊戯装置を実現する実施例を、図１２に示
す。

【００７１】図１２中、１２−１は、表示画面１２−２
を具備することが特徴である情報端末である。この情報
端末の下部には、光源及び検出器を具備することが特徴
である制御装置（１２−３）が接続されている。この制
御装置の内部構造の実施例は、図１３にて説明する。制
御装置の一端には、照射用光ファイバ（１２−４）と検
出用光ファイバ（１２−５）が接続されている。これら
の光ファイバの先端は、被検査体（１２−６）の皮膚上
に軽く接触している。表示画面上には、脳活動を反映す
るオブジェクト（１２−７）が表示されている。本実施
例では、脳活動に伴う血液量変化の多寡に応じて高さが
変化する気球を表示しているが、勿論、この気球に限定
されるものでは無い。このオブジェクトの表示方法は、
図３を用いて説明した実施例を使用することができる。
勿論、この表示方法に限定されるものでは無い。

【００７２】次に、図１３を用いて、図１２中の１２−
３に示した制御装置の内部構造を説明する。１３−１は
電源ケーブルであり、これは、図１２に示した情報端末
（１２−１）から供される。この電源ケーブルは、半導
体レーザ、発光ダイオードに代表される光源（１３−
２）、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管に
代表される検出器（１３−３）、アナログディジタル変
換器（１３−６）の制御用に使用する。また、光源及び
検出器は光ファイバコネクタ（１３−４）を介して光フ
ァイバに代表される光導波路（１３−５）に接続してい
る。アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管に代
表された検出器（１３−３）は、光ファイバに代表され
る光導波路（１３−５）を伝搬した生体組織透過光強度
を電気的信号へ変換し、そして、アナログ／ディジタル
変換器（１３−６）にてディジタル化する。そして、信
号伝送用ケーブル（１３−７）を用いて情報端末（１２
−１）へ伝送する。

【００７３】以上述べた実施例では、精神状態を反映す
る生体内代謝物質濃度もしくはその濃度変化を光計測
し、その計測結果を画面表示されたオブジェクトの位置
情報へ反映させていた。このような反映方法以外にも、
以下に示すような反映方法が考えられる。図１４は、脳
活動に伴う血液量の変化（増加もしくは減少）を、画面
上のオブジェクトのサイズを変化させることで表示する
方法の実施例である。

【００７４】図１４において、１４−２は、基準となる
血液量でのオブジェクトのサイズである。これ対して、
１４−１、１４−３は、各々この基準となる血液量に対
して、血液量が増加した場合、減少した場合のオブジェ
クトのサイズを示す。具体的なコンテンツとしては、画
面上に表示されたオブジェクト（例えば、人体でも良い
し、カエルのお腹でも良い）に対して、頭の中で、「大
きくなれ」と念じることで脳内の血液量を増加すること
ができれば、オブジェクトのサイズが大きくなる。一
方、計測位置がずれていた場合、血液量が減少すること
も有り得る。その際は、オブジェクトのサイズが小さく
なる。

【００７５】図１５は、脳活動に伴う血液量の変化（増
加もしくは減少）を、画面上のオブジェクトの色（濃淡
や種類）を変化させることで表示する方法の実施例であ
る。１４−２は、基準となる血液量でのオブジェクトの
色（例えば、赤）である。これ対して、１５−１、１５
−３は、各々この基準となる血液量に対して、血液量が
増加した場合、減少した場合のオブジェクトの色を示
す。１５−１では、基準の色の赤が、血液量の増加に伴
い真紅へ変化した場合、１５−２では、血液量の減少に
伴い、ピンクへ変化した場合を示している。

【００７６】このほかにも、基準の赤色から、例えば血
液量が増加した場合は青色、減少した場合は、黄色へ変
化させることなども考えられる。具体的なコンテンツと
しては、画面上に表示されたオブジェクト（信号機の赤
が表示されている）に対して、頭の中で、「青くなれ
！」と念じることで脳内の血液量を増加することができ
れば、オブジェクトの色が青くなるというものが考えら
れる。一方、血液量が減少した場合、オブジェクトの色
が、別の色（例えば、黄色）へ変わることが考えられ
る。

【００７７】次に、被検査体に対して疲労を感じさせさ
せ難い遊戯装置の実施例（リミッター）を示す。図１６
中の１６−１は、この実施例をフローチャートとして示
している。このフローチャートに基づくアルゴリズム
は、たとえば、１−８に示した電子計算機内に存在する
記憶装置に保存されている。以下に、１６−１に示した
フローチャートの概要を説明する。

【００７８】まず、ゲームを開始する（１６−２）。そ
して、まず、規定時間を設定し（１６−３）、記憶装置
に保存する。この規定時間は、例えば３０分などと設定
する。これは、ゲームを行うと一般にプレーヤーはのめ
り込むため、時の経つのを忘れがちになる。その結果、
長時間ゲームをしてしまい、思わぬ疲労を感じるためで
ある。この規定計測時間は、ゲームのコンテンツの種類
や個人の肉体的な特徴に応じて任意に設定することが可
能である。

【００７９】次に、サンプルタスクを実施する（１６−
４）。これは、たとえば、「手を動かしてください」と
か「今まで楽しかったことを思い出してください」とメ
ッセージを被検査体へ提示し、被検査体上に配置した光
照射器と光検出器を用いて生体内を通過し透過光の強度
の変化を検出する。ここで安静時に対する検出光強度の
変化をｘとし、これも記憶装置内に保存する（１６−
５）。この記憶装置には更に、透過光強度の変化に関す
る閾値パラメータｋが設定されている。この閾値も、ゲ
ームのコンテンツの種類や個人の肉体的な特徴に応じて
任意に設定することが可能である。

【００８０】そして、メインのゲームを実行する。ま
ず、ゲームが開始されてからの累積計測時間を求める。
もし、この累積計測時間が規定計測時間（基準照射期
間）内であれば、計測を継続し、否であれば、計測（ゲ
ーム）を中断する（１６−６）。次に、透過光強度の変
化を照査し（１６−７）、その強度が設定した閾値（ｘ
×ｋ）より大きいか小さいかを判定する（１６−８）。
透過光強度の変化が設定した閾値より小さい場合は、ゲ
ームを続行する（１６−９）。一方、閾値よりも大きい
場合は、ゲームを中断する（１６−１０）。そして、中
断した旨を、被検査体へ呈示し（１６−１１）、光源を
ＯＦＦする（１６−１２）。

【００８１】次に、透過光強度の変化を照査する方法
を、以下の図１７を用いて説明する。まず、図１７
（ａ）中の１７−１に示したように、或る時刻の間隔に
応じて、検出光強度（透過光強度）を検査するためのト
リガーが発せられる。このトリガーの発生間隔は、図に
示したような等間隔に限らず、任意の間隔であっても何
等問題がない。そして、このトリガーに対応して、電子
計算機へ入力した生体組織透過光強度（検出光強度）を
チェックする。

【００８２】図１７（ｂ）中の１７−２は、そのチェッ
ク方法の一実施例を示している。１７−３は生体組織透
過光強度の時間依存性を示している。また、１７−４
は、１７−１に示したトリガーが発せられたタイミング
を１７−２上に重ねて表示している。更に、１７−５は
或る所定の閾値強度を示している。この閾値強度は被検
査体毎もしくは遊戯装置毎に任意の値に設定する。１７
−２の場合、期間１７−６では、透過光強度は閾値強度
を下回っている。

【００８３】次に、図１８を用いて、計測（ゲーム）を
中断した旨を被検査体へ呈示する方法を説明する。図中
の１８−１は、電子計算機であり、この電子計算機は、
生体内組織伝播光強度に依存する脳活動を反映する遊戯
装置を実現するために、表示用画面（１８−２）および
音声呈示用スピーカー（１８−３）を具備している。図
１６に示したように計測（ゲーム）を中断した旨を被検
査体へ呈示するためには、第一に表示用画面（１８−
２）上に「ゲーム終了」というメッセージを表示する。

【００８４】言い換えれば、ゲームを終了する旨のメッ
セージを画面上に呈示すること、画面の表示を通常のゲ
ーム実施期間中とは変化させている。これと同様な方法
で音声呈示用スピーカー（１８−３）から、計測を終了
する旨、たとえば「ゲーム終了！」とメッセージが流れ
る。通常のゲーム中では、このスピーカーからゲームの
臨場感を高めるために、効果音などが流れているが、こ
のメッセージを流すことで、音声の呈示が通常のゲーム
実施期間中とは変化させることが特徴である。

【００８５】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明で提供する遊戯
装置は、精神状態を反映する生体内代謝物質濃度もしく
はその濃度変化を光計測し、その計測結果を画面表示さ
れたオブジェクトにへ反映することが特徴である。この
結果、マウス、ジョイスティック、ハンドルなどに代表
される入力装置を用いることなく、画面上のオブジェク
トを制御することが可能になる。この結果、新たな遊戯
装置になり得る上、更に、手や足を使用することなく遊
戯装置を楽しむことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】生体光計測法に基づく遊戯装置の装置構成
（１）を示す図。

【図２】脳の構造、生体内光伝搬特性、および脳活動に
伴う生体内代謝物質の濃度増加のイメージを示す図。

【図３】脳活動期間の前後における生体内を伝搬した光
の強度変化、及び、その強度変化を反映する画面上に表
示されたオブジェクトの表示方法の実施例を説明する
図。

【図４】生体光計測法に基づく遊戯装置の装置構成
（２）−被検査体上の複数点計測法−を示す図。

【図５】図４に示した生体光計測法に基づく計測結果を
用いた、画面上に表示されたオブジェクトの表示方法の
実施例を説明する図。

【図６】生体光計測法に基づく遊戯装置の装置構成
（３）−複数人被検査体の同時計測法（１）−を示す
図。

【図７】生体光計測法に基づく遊戯装置の装置構成
（４）−複数人被検査体の同時計測法（２）−を示す
図。

【図８】図７に示した遊戯装置を実現する上での計測シ
ーケンスを示す図。

【図９】図６、７に示した生体光計測法に基づく計測結
果を用いた、画面上に表示されたオブジェクトの表示方
法の実施例を説明する図。

【図１０】生体光計測法に基づく遊戯装置の装置構成
（５）−複数人被検査体上の複数点同時計測法−を示す
図。

【図１１】図１０に示した生体光計測法に基づく計測結
果を用いた、画面上に表示されたオブジェクトの表示方
法の実施例を説明する図。

【図１２】情報端末を用いた生体計測法、およびこの計
測結果を用いた、画面上に表示されたオブジェクトの表
示方法の実施例を説明する図。

【図１３】情報端末へ接続した生体計測装置の装置構成
を示す図。

【図１４】画面上に表示したオブジェクトのサイズを変
化させることで、脳活動に伴う血液量変化を被検査体へ
呈示する実施例を説明する図。

【図１５】画面上に表示したオブジェクトの色彩を変化
させることで、脳活動に伴う血液量変化を被検査体へ呈
示する実施例を説明する図。

【図１６】被検査体に対して疲労を感じさせがたい遊戯
装置の実施例（リミッター）に関するフローチャートを
示す図。

【図１７】リミッターが計測（もしくはゲーム）の終了
を判定するアルゴリズムの一実施例を説明ずる図。

【図１８】ゲーム中断の実施方法の一例を説明する図。

【図１９】光生体計測法を用いた生体入力装置および生
体制御装置を説明する図。

【符号の説明】

１−１:半導体レーザ、発光ダイオード、ランプに代表
される光源、１−２：光導波路、１−３：被検査体、１
−４：検出用の光ファイバ、１−５：光検出器、１−
６：制御装置、１−７：アナログディジタル変換器、１
−８：電子計算機、１−９：表示用画面２−１：光照射
用光導波路、２−２：検出用光導波路。２−３：被検査
体、２−４：頭蓋骨、２−５：脳脊髄液層、２−６：大
脳皮質、２−７：大脳皮質内の血液量３−１：生体組織
を透過した光の強度と計測時間の関係例、３−２：コン
テンツの一実施例、３−３：気球、３−４：地面４−
１：半導体レーザ、発光ダイオード、ランプに代表され
る光源、４−２：制御装置、４−３：光ファイバに代表
される光導波路、光結合器：光結合器、４−５：複数の
光ファイバに代表される光導波路、４−６：被検査体４
−７：検出用の光ファイバに代表される光導波路、４−
８：アバランシェホトダイオード、光電子増倍管に代表
される光検出器、４−９：アナログデジタル変換器、４
−１０：画面制御装置、４−１１：表示画面５−１：表
示画面、５−２：川岸、５−３：カヌー、５−４：上
流、５−５：下流、５−６：障害物６−１：半導体レー
ザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源、６−
２：制御装置、６−３：光ファイバに代表される光導波
路、６−４：光結合器、６−５：複数の光ファイバに代
表される光導波路、６−６：被検査体１、６−７：被検
査体２、６−８：検出用の光ファイバに代表される光導
波路、６−９：アバランシェホトダイオード、光電子増
倍管に代表される光検出器、６−１０：アバランシェホ
トダイオード、光電子増倍管に代表される光検出器、６
−１１：アナログデジタル変換器、６−１２：画面制御
装置、７−１：半導体レーザ、発光ダイオード、ランプ
に代表される光源、７−２：制御装置、７−３：光ファ
イバに代表される光導波路、７−４：光結合器、７−
５：複数の光ファイバに代表される光導波路、７−６：
被検査体１、７−７：被検査体２、７−８：検出用の光
ファイバに代表される光導波路、７−９：光結合器、７
−１０：光ファイバに代表される光導波路、７−１１：
アバランシェホトダイオード、光電子増倍管に代表され
る光検出器、７−１２：アナログデジタル変換器、７−
１３：画面制御装置、７−１４：表示画面、７−１５：
制御指令伝送用回路、８−１：制御装置（７−２）から
光結合器（７−４）へ発せられる制御用パルス、８−
２：照射用光ファイバ（７−５）を介して、被検査体１
（７−６）へ照射される光強度、８−３：照射用光ファ
イバ（７−５）を介して、被検査体２（７−７）へ照射
される光強度、８−４：検出用の光ファイバに代表され
る光導波路（７−８）により検出した被検査体１（７−
６）の内部を伝搬した光の強度、８−５：検出用の光フ
ァイバに代表される光導波路（７−８）により検出した
被検査体２（７−７）の内部を伝搬した光の強度９−
１：被検査体１、９−２：被検査体２、９−３：被検査
体１の血液量変化（Ｂ１）と被検査体２の血液量変化
（Ｂ２）の差を表示するインジケーター１０−１：半導
体レーザ、発光ダイオード、ランプに代表される光源、
１０−２：制御装置、１０−３：光ファイバに代表され
る光導波路、１０−４：被検査体１、１０−５：被検査
体２、１０−６：検出用の光ファイバに代表される光導
波路、１０−７：アバランシェホトダイオード、光電子
増倍管に代表される光検出器、１０−８：アナログデジ
タル変換器、１０−９：画面制御装置、１０−１０：表
示画面１１−１：表示画面、１１−２：川岸、１１−
３：カヌー１、１１−４：カヌー２、１１−５：上流、
１１−６：下流、１１−７：障害物、１１−８：時系列
に推移した川の中でのカヌー１の位置、１１−９：時系
列に推移した川の中でのカヌー１の位置、１２−１：情
報端末、１２−２：表示画面、１２−３：光源及び検出
器を具備することが特徴である制御装置、１２−４：照
射用光ファイバ、１２−５：検出用光ファイバ、１２−
６：被検査体、１２−７：脳活動を反映するオブジェク
ト１３−１：電源ケーブル、１３−２：半導体レーザ、
発光ダイオードに代表される光源、１３−３：アバラン
シェフォトダイオード、光電子増倍管に代表される検出
器、１３−４：光ファイバコネクタ、１３−５：光ファ
イバに代表される光導波路、１３−６：アナログ／ディ
ジタル変換器、１３−７：信号伝送用ケーブル、１４−
１：血液量が増加した場合のオブジェクト、１４−２：
基準となる血液量でのオブジェクト、１４−３：血液量
が減少した場合のオブジェクト、１５−１：血液量が増
加した場合のオブジェクト、１５−２：基準となる血液
量でのオブジェクト、１５−３：血液量が減少した場合
のオブジェクト、１６−１：被検査体に対して疲労を感
じさせがたい遊戯装置の実施例（リミッター）のフロー
チャート、１７−１：トリガー発生タイミング、１７−
２：チェック方法の一実施例、１７−３：生体組織透過
光強度の時間依存性、１７−４：トリガー発生タイミン
グ、１７−５：或る敷居強度、１７−６：透過光強度は
敷居強度を下回った期間、１８−１：電子計算機、１８
−２：表示用画面、１８−３：音声呈示用スピーカー、
１９−１：半導体レーザ、発光ダイオード、ランプに代
表される光源、１９−２：照射用光ファイバに代表され
る光導波路、１９−３：被検査体、１９−４：光ファイ
バに代表される光導波路、１９−５：フォトダイオー
ド、光電子増倍管に代表される光電素子、１９−６：電
子計算機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｇ０６Ｆ 3/00 ６８０Ａ Ｇ０６Ｆ 3/00 ６８０ Ａ６１Ｂ 5/14 ３１０ (72)発明者 中村 道治 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小泉 英明 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 Ｆターム(参考） 2C001 AA00 AA09 BB00 BB07 CA00 CA08 CB01 CC02 CC08 2G059 AA05 BB12 CC16 EE01 EE02 GG01 GG02 GG08 HH01 JJ17 KK01 KK02 MM01 MM05 MM09 MM10 PP04 4C038 KK01 KL05 KL07 KX02 KX04 PP03 PQ00 PS00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体に光を照射するための少なくとも一つ
   の光照射器と、前記光照射器から照射され前記生体内を
   伝播した通過光を集光するための少なくとも一つの光検
   出器と、少なくとも一つのオブジェクトを表示する表示
   画面を備えた表示部と、前記光検出器で計測された前記
   通過光の強度に関する計測信号に基いて前記表示部を制
   御する演算部とを有し、かつ、少なくとも一つの前記光
   検出器により計測された計測信号の強度変化に応じて、
   前記表示画面上に表示された少なくとも一つの前記オブ
   ジェクトを含む状態が変化するよう構成したことを特徴
   とする生体光計測法を用いた遊戯装置。
2. 【請求項２】複数の生体に光を照射するための少なくと
   も一つの光照射器と、前記光照射器から照射され前記生
   体内を伝播した通過光を集光するための少なくとも一つ
   の光検出器と、少なくとも一つのオブジェクトを表示す
   る表示画面を備えた演算部と、前記光検出器で計測され
   た前記通過光の強度に関する計測信号に基いて前記表示
   部を制御する演算部とを有し、かつ、少なくとも一つの
   前記光検出器により計測された計測信号の強度変化に応
   じて、前記表示画面上に表示された一つ以上のオブジェ
   クトを含む状態が変化するよう構成したことを特徴とす
   る生体光計測法を用いた遊戯装置。
3. 【請求項３】複数の生体の各々に導波路を介して光を照
   射するための少なくとも一つの光照射器と、該光照射器
   から照射され前記生体内を伝播した通過光を集光するた
   めの少なくとも一つの光検出器と、少なくとも一つのオ
   ブジェクトを表示する表示画面を備えた表示部と、前記
   光検出器で計測された前記通過光の強度に関する計測信
   号に基いて前記表示部を制御する演算部とを有し、か
   つ、少なくとも一つの前記光検出器により計測された計
   測信号の強度変化に応じて、前記表示画面上に表示され
   た一つ以上のオブジェクトを含む状態が変化するよう構
   成したことを特徴とする生体光計測法を用いた遊戯装
   置。
4. 【請求項４】前記光照射器と、前記光検出器と、前記記
   憶装置と、前記電子計算機とを情報端末に内蔵せしめ、
   かつ、前記光照射器および前記光検出器の一部は、前記
   情報端末の端子と結合するよう構成したことを特徴とす
   る請求項１、２、又は３記載の生体光計測法を用いた遊
   戯装置。
5. 【請求項５】前記演算部は、前記光照射器から光を照射
   した累積時間および基準照射期間を記憶する機能と音声
   を発するスピーカを含んでなり、かつ、前記光照射器か
   ら光を照射した累積時間が前記基準照射期間を超過した
   場合に、前記表示画面上の構成を変更させる指令か、も
   しくは前記スピーカから発する音声を変更させる指令を
   出すよう構成したことを特徴とする請求項１、２、又は
   ３記載の生体光計測法を用いた遊戯装置。
6. 【請求項６】前記演算部は、前記光照射器から光を照射
   した累積時間が前記基準照射期間内であっても、前記透
   過光の強度が所定の閾値を超過した場合に、前記表示画
   面上の構成を変更させるか、もしくは前記スピーカから
   発する音声を変更させる指令を出すよう構成したことを
   特徴とする請求項５記載の生体光計測法を用いた遊戯装
   置。