ブレイン・マシン・インターフェース用被り物
【課題】一般の頭部用衣類と同等に装着性が良く、取り扱いが容易なＢＭＩ用被り物を提供すること。
【解決手段】装着者の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物１であって、該情報を検出するセンサ部２と、該センサ部２からの信号を伝送する配線３と、該配線３を織り込んだテキスタイル５とが少なくとも備えられたことを特徴とするＢＭＩ用被り物１。
【解決手段】装着者の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物１であって、該情報を検出するセンサ部２と、該センサ部２からの信号を伝送する配線３と、該配線３を織り込んだテキスタイル５とが少なくとも備えられたことを特徴とするＢＭＩ用被り物１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着者の脳活動を表す情報をセンシングするＢＭＩ用被り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、操作者の脳活動に伴って発生する電場や脳の血流状態等の脳活動を表す情報（信号）をセンシングしてロボットや車等の外部装置を操作するためのブレイン・マシン・インターフェース（Ｂｒａｉｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＢＭＩ）の開発に対する関心が高まっている。ＢＭＩの装着者は身体の動作を介さずに外部装置を操作することができる。このためＢＭＩは、例えば、身体の動きに不自由がある方が自身を補助する装置を操作するコントローラーとしての応用等が期待されている。
【０００３】
前記脳活動を表す情報をＢＭＩによって測定する方法は、侵襲法と非侵襲法に大別される。侵襲法では、外科手術を行って脳に電極を埋め込んで脳神経細胞の活動を直接計測して信号を取り出す方法が用いられる。この方法では、脳神経細胞の電気生理学的信号を高いシグナル／ノイズ比で検出することができる利点がある。しかし、外科手術による副作用や感染等の危険性が高いという問題がある。
【０００４】
一方、非侵襲法では電極等のセンサーを頭皮や頭髪に接触させ、体外において脳活動を表す情報を測定する方法である。この方法では、前述の外科手術に伴う問題が生じないため、ＢＭＩの装着をより安全に行うことができる。近年のセンサーの高性能化によって、シグナル／ノイズ比も高められてきていることから、ＢＭＩの装着方法として非侵襲法が一層期待されている。従来知られている非侵襲法のＢＭＩとしては、例えば帽子にセンサーを貼り付けたものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図８に示すように、従来の非侵襲法のＢＭＩ１００では、センサー１０２が入出力する信号を伝送する配線１０３がＢＭＩ１００の帽子の布部１０５から離れて剥き出しになっているためＢＭＩ１００の装着性が悪く、取り扱いが不便であり、見た目にも不恰好であるという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一般の頭部用衣類と同等に装着性が良く、取り扱いが容易なＢＭＩ用被り物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載のＢＭＩ用被り物は、装着者の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物であって、該情報を検出するセンサ部と、該センサ部からの信号を伝送する配線と、該配線を織り込んだテキスタイルとが少なくとも備えられたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１において、前記テキスタイル中で、前記配線が複数備えられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項２において、複数の前記配線を集積するコネクタが設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記テキスタイル中で、前記配線が屈曲部を有することを特徴とする。
本発明の請求項５に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記配線は導電性繊維であって、該導電性繊維が、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、銀線の中から選ばれる少なくとも1種から構成される金属線、あるいはこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線、または、該金属線或いは該合金金属線表面にこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線であることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項５において、前記導電性繊維は、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは、撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブルにより構成されたことを特徴とする。
本発明の請求項７に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記配線は光ファイバであって、該光ファイバが、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバであることを特徴とする。
本発明の請求項８に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項７において、前記光ファイバのコア直径が、０．００５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜８のいずれか一項において、前記配線の１本に対して、前記センサ部が少なくとも１個以上備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＢＭＩ用被り物は、一般の頭部用衣類と同等の装着性を有し、取り扱いが容易で、外観も一般の頭部用衣類と同等であるため、日常的に違和感なくＢＭＩ用被り物を身につけながら、装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得することができる。
また、本発明のＢＭＩ用被り物のテキスタイル中に複数の配線が備えられている場合には、該ＢＭＩ用被り物に複数のセンサ部を設けることができる。さらに、複数の前記配線を集積するコネクタが設けられている場合には、各配線から伝送される複数の信号を該コネクタに集積させることができ、複数の信号をまとめて処理することができる。
また、本発明のＢＭＩ用被り物における配線が屈曲部を有する場合には、テキスタイル中の該配線の経路を自在に配することができ、センサ部を任意の位置に自在に配置することがより容易になる。
【０００９】
さらに、本発明のＢＭＩ用被り物における配線が導電性繊維であって、該導電性繊維として、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、銀線の中から選ばれる少なくとも１種から構成される金属線、あるいはこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線、または、該金属線或いは該合金金属線表面にこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線を用いること、また、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブル（以下、極細同軸ケーブル）により構成すること、さらには、請求項５に記載の金属線または合金金属線、あるいは金属複合線と、前記極細同軸ケーブルが同時に編み込まれているテキスタイル配線とすることによって、前記センサ部からの信号を確実に伝送することができると共に、装着者の頭部の動きに追従したり、当該ＢＭＩ用被り物の着脱時の操作に十分対応する柔軟性を有し、接続した導電性繊維が露出することがないテキスタイル配線を提供できる。また、導電性繊維を用いた配線は、太陽光等の紫外線に曝された場合であっても、分解され難いため耐久性に優れる。
【００１０】
また、これらの導電性繊維はいずれも極細径であるのでテキスタイル（生地）に織り込むことができ、布状に加工してもスペースを取ることがない。また、金属複合線の場合、例えば銅の周りにチタンを被覆したチタン被覆銅線などを用いることで、高耐食性と高導電性の両方を満足させることが可能になる。極細同軸ケーブルの場合には、高周波での高速データ送信が可能である。
【００１１】
本発明のＢＭＩ用被り物における配線が光ファイバであって、該光ファイバが、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバである場合、前記センサ部からの信号を光信号によって伝送できるため、電磁波や電気的ノイズによって信号伝送が遮られることがない。また、光ファイバ配線は、配線間のクロストークが起こらないため、テキスタイル中に隣接するように密に織り込むことができる。光ファイバ配線は、軽量性に優れるため、テキスタイル中に密に織り込んだ場合の装着者の負担を軽減することができる。さらに光ファイバ配線は、装着者の発汗によって水分に曝された場合であっても、腐食し難いため耐久性に優れる。
【００１２】
前記光ファイバのコア直径が、０．００５ｍｍ〜２ｍｍである場合、大容量の信号を高速伝送できると共に、テキスタイルに自然に織り込むことが可能である。このため、ＢＭＩ用被り物の装着者の頭部の動きに追従したり、該ＢＭＩ用被り物の着脱時の操作に十分対応する柔軟性を有し、該テキスタイルに織り込んだ該光ファイバ（配線）が目立たないテキスタイル配線を提供できる。
【００１３】
本発明のＢＭＩ用被り物において、前記配線の１本に対して、前記センサ部が１個備えられている場合、該配線は該センサ部の信号のみを伝送するため、該センサ部が発信及び／又は受信する信号をより複雑化（大容量化）することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のＢＭＩ用被り物の第１実施形態例を示す概略の斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明のＢＭＩ用被り物の第１実施形態例におけるテキスタイル中の配線及びセンサ部の配置を示す概略の展開図、（ｂ）は（ａ）における配線の有する屈曲部の拡大図であり、（ｃ）は（ａ）における配線の有するセンサ部周辺の拡大図である。
【図３】テキスタイルに織り込むことのできる金属繊維の断面図である。
【図４】テキスタイルを製造する際に用いることのできる織機の一例を示す概略の構成図である。
【図５】（ａ）一部に配線が織り込まれたテキスタイルの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ間の断面図である。本発明のＢＭＩ用被り物のテキスタイルの製造に使用しうる織機の一構成例である。
【図６】本発明のＢＭＩ用被り物の別の例を示す概略の斜視図である。
【図７】本発明のＢＭＩ用被り物の第２実施形態例におけるテキスタイル中の配線とセンサ部の配置を示す概略の展開図である。
【図８】従来の非侵襲法のＢＭＩ用被り物の一例を示す概略の斜視図である。
【図９】本発明のＢＭＩ用被り物におけるテキスタイル中の、配線の織り込み方の一例を示す図である。
【図１０】本発明のＢＭＩ用被り物におけるテキスタイル中の、配線の織り込み方の一例を示す図である。
【図１１】本発明のＢＭＩ用被り物におけるテキスタイル中の、配線の織り込み方の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
＜第１実施形態例＞
本発明の第１形態例として、図１〜２にＢＭＩ用被り物１Ａ（１）を示す。ＢＭＩ用被り物１Ａは、装着者（図示略）の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するための帽子型のＢＭＩ用被り物であって、該情報を検出するセンサ部２と、該センサ部２からの信号を伝送する配線３と、該配線３を織り込んだテキスタイル５とが少なくとも備えられたものである。
【００１６】
ＢＭＩ用被り物１Ａの形状は、装着者の頭部を覆うことができて、装着者の頭部にセンサーを接近又は接触させることができるものであれば特に制限されない。例えば、図１に示す帽子型の他に、ヘルメット型、風呂敷型、頭巾型等が挙げられる。
【００１７】
センサ部２は装着者の脳活動を表す情報を体外から取得することができるものであり、公知のセンサが使用できる。例えば、センサを設置した部位における脳波を検出する脳波センサ（Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ）、脳血流量を検出する近赤外光センサ等が挙げられる。
【００１８】
脳活動を表す前記情報としては、脳が発生する電場や脳内の血流状態等が挙げられる。脳が発生する電場をセンシングすることにより、時間分解能に優れた脳活動の検出を行うことができる。一方、脳血流状態をセンシングすることにより、空間分解能に優れた脳活動の検出を行うことができる。
【００１９】
配線３はセンサ部２に入出力される信号を伝送するものであり、例えば、電気信号を伝送する導電性配線や、光信号を伝送する光ファイバー等を用いることができる。
図１では、複数の配線３の一端側に各々センサ部２が接続され、各配線３の他端側がコネクタ部４に集合して接続されている。各配線３は、テキスタイル５に織り込まれて配されている。
【００２０】
各センサ部２から出力された信号が各配線３を介して、コネクタ部４に収集される。逆に、コネクタ部４にインプットした信号が各配線３を介して各センサ部２へ入力される。すなわち、コネクタ部４において各センサ部２に入出力される信号をまとめて処理することができる。コネクタ部４には、該入出力される信号を処理するための外部装置へ連絡する手段を別途設けてもよい。該手段としては、電気通信回線装置や無線通信装置等が挙げられる。
【００２１】
図２（ａ）は、ＢＭＩ用被り物１Ａのテキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）で構成される装着者の頭部を覆う部分を展開して示した概略図である。帽子型のＢＭＩ用被り物１Ａを構成するパーツ（クラウン）として成形されたテキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）は、一般衣類に用いられる繊維を主体として織られた布帛である。この布帛を構成する繊維の一部として前記配線３を用いることにより、通常の布帛と同様にテキスタイル５を製造することができる。テキスタイル５は、ＢＭＩ用被り物の装着者の頭部を覆うことができるように成形又は縫製される。
【００２２】
ここで、テキスタイル５は、テキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）が一体物として製造された布帛を裁断又は成形したものであってもよいし、テキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）が別体物として個別に製造された布帛を裁断又は成形して、それらを縫製したものであってもよい。ただし、図２（ａ）のようにテキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）を跨いで配線３が配されている場合には、前記一体物としてテキスタイル５を構成する方が製造は容易である。
【００２３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）で示すテキスタイル５ａ（５）に配された配線３の屈曲部７を含む領域Ｍの拡大図である。該領域Ｍでは、一般衣料用繊維６が平織りされたテキスタイル５に配線３ａ（３）〜３ｃ（３）が織り込まれている。各配線３の経糸（縦糸）として織り込まれている端部（各配線３の一端側）には、センサ部２ａ（２）〜２ｃ（２）が各々接続されており（図２（ｃ））、１配線に１センサ部を配した構成となっている。また、各配線３の緯糸（横糸）として織り込まれている端部（各配線３の他端側）は、コネクタ部４に集合して接続されている。各配線３は、各屈曲部７において経糸と緯糸との向きを変換するように屈曲されて、テキスタイル５に縫い込まれている。
【００２４】
配線３として用いうる前記導電性配線としては、例えば図３に示すような、銅（Ｃｕ）又は銅合金からなる金属繊維１１を用いることができる。金属繊維１１は、金属線材１２の外周を覆うようにチタン（Ｔｉ）又は酸化チタンからなる被覆層１３が設けられていることが好ましい。被覆層１３を設けることにより、金属線材１２を酸化や腐食から保護することができる。
【００２５】
金属線材１２の太さ（直径）は、１０〜１００μｍとすることが好ましい。この範囲の下限値以上であると、金属繊維１１をテキスタイル５に織り込むための適度な剛性を持たせることができ、この範囲の上限値以下であると、金属繊維１１をテキスタイル５に織り込んだ際に求められる適度な柔軟性を持たせることができる。すなわち、金属線材１２に柔軟性を持たせる観点からは、金属線材１２は細いほど好ましく、金属線材１２に剛性を持たせる観点からは、金属線材１２は太いほど好ましい。金属線材１２の太さは、ＢＭＩ用被り物に配された際に、その部位に求められる強度に応じて適宜設定すればよい。
【００２６】
被覆層１３の厚さは、１．０〜１０μｍであることが好ましい。この範囲の下限値以上であると被覆層１３にピンホール等の欠陥が生じて内部の金属線材１２が露出することを防ぐことができ、この範囲の上限値以下であると金属繊維１１をテキスタイル５に織り込むのに適した屈曲性を維持し、金属線材１２の導電性を損なうことを防ぐことができる。
【００２７】
また、配線３として用いうる前記導電性配線の好適なものとして、以下に説明する導電性繊維が挙げられる。
該導電性繊維は、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、及び銀線の中から選ばれる少なくとも1種から構成される金属線であってもよいし、あるいは銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、及び銀線の中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線であってもよいし、または、該金属線或いは該合金金属線の表面に、銅、アルミニウム、チタン、金、及び銀の中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線であってもよい。
【００２８】
前記導電性繊維が、前記金属線、前記合金金属線、又は前記金属複合線であることにより、センサ部２からの信号を確実に伝送することができる。
また、これらの金属線は剛性を備えているので、装着者が当該ＢＭＩ用被り物を着用したり脱いだりする際に、テキスタイル５に織り込まれた前記金属線、前記合金金属線、及び前記金属複合線に加わる物理的なストレスに十分耐えることができる。
【００２９】
前記金属線、前記合金金属線、及び前記金属複合線には、その線の周りにチタンを被覆したチタン被覆金属線、チタン被覆合金金属線、及びチタン被覆金属複合線とすることが好ましい。チタンで被覆して、これらの金属線が露出することを防ぐことにより、これらの金属線の耐食性及び導電性をより高めることができる。
【００３０】
前記導電性繊維は、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは、撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブルにより構成されたものであることが好ましい。
このような極細の構成の導電性繊維は、テキスタイル５に織り込んだ際に、テキスタイル５中で過剰なスペースを取ることがなく、テキスタイル５に不要なテンション（張力）を与えずにすむ。さらに、極細の構成の導電性繊維は十分な柔軟性を有するので、装着者がテキスタイル５で構成されるＢＭＩ用被り物を着用したり脱いだりする際の着脱性に優れる。また、同軸ケーブルであると、高周波を用いた高速データ通信が可能となる利点がある。
【００３１】
前記導電性繊維を織り込んだテキスタイル５は、前記金属線、前記合金金属線、前記金属複合線、チタン被覆金属線、チタン被覆合金金属線、及びチタン被覆金属複合線から選ばれる１種を単独で織り込んだものであってもよいし、２種以上を組み合わせて織り込んだものであってもよい。
【００３２】
テキスタイル５は、ＢＭＩ用被り物１Ａの帽子型を形成する布地部であり、綿やポリエステル等の公知の衣類用繊維が平織りによって編まれて、さらに配線３が織り込まれたものとして作製できる。前記衣類用繊維の織り方は平織り（緯糸と経糸とが交互に上下で直交して編む方法）（図９）に限定されず、公知の織り方、例えば４枚斜文の綾織り（図１０）や３枚斜文の綾織り（図１１）等が適用できる。
【００３３】
配線３をテキスタイル５に織り込む方法としては、テキスタイル５の所定の位置に配線３を織り込める方法であれば特に制限されない。例えば図４に示すような織機Ｍを使用してテキスタイル５に配線３を織り込んで製造することができる。以下にその製造方法について説明する。
【００３４】
この織機Ｍは、対向して水平に離間配置されたロッド状のフロントビーム３０およびバックビーム３１と、フロントビーム３０の下に設置された巻取ローラー型のクロスビーム３２と、バックビーム３１の下に配置された供給ローラー型のワープビーム３３と、前記フロントビーム３０およびバックビーム３１の中間位置に上下方向に移動自在に設置された第１の綜絖３５および第２の綜絖３６と、これら綜絖３５、３６とフロントビーム３０との間に綜絖３５、３６とフロントビーム３０との間を水平方向に移動自在に配置された筬３７と、この筬３７と前記フロントビーム３０との間を前記フロントビーム３０と平行方向に移動自在に設けられるシャトル３９とを主体として構成されている。
【００３５】
なお、図４においては、フロントビーム３０およびバックビーム３１とクロスビーム３２およびワープビーム３３の支持機構などは略されているが、フロントビーム３０およびバックビーム３１は門型のフレームなどにより固定支持され、クロスビーム３２およびワープビーム３３はそれぞれ図示略の門型のフレームや軸受けなどの回転支持機構によりそれらの周周りに回転自在に支持されている。また、綜絖３５、３６においても図示略のフレームにより上下に平行移動自在に支持されるとともに、筬３７についても水平方向に平行移動できるように図示略のフレームに支持されている。
【００３６】
前記綜絖３５、３６は、上枠４１と下枠４２の間に複数本の針金状のヘルド部材４３を個々に離間し平行に架設して構成され、各ヘルド部材４３の中央部に針金を輪状に形成したヘルド孔部４４が形成されている。これらのヘルド孔部４４には後述するように経糸５１を通過できるように構成されている。綜絖３５と綜絖３６は、本第１実施形態ではそれらに形成された各ヘルド部材４３を互い違いに横並びに配置するような位置関係に配置され、後述する如くフロントビーム３０およびバックビーム３１に複数並行に掛け渡される経糸５１の１本１本を各綜絖３５、３６のヘルド穴４４に通すことができるように配置されている。
【００３７】
これらの綜絖３５、３６は図示略の上下駆動機構により個々に上下に移動自在に設けられており、しかも綜絖３５と綜絖３６の上下移動が交互に繰り返しなされるように構成されている。例えば、図４に示す如く綜絖３５が下側に、綜絖３６が上側に移動することにより、綜絖３５がヘルド部材４３により区分け支持している１本おきの経糸５１の群を下側に引っ張り、綜絖３６がヘルド部材４３により区分け支持している他の１本おきの経糸５１の群を上側に引っ張ることにより、２つに区分けしたうちの１群の経糸５１と他の１群の経糸５１との間に隙間を大きく形成することができる。この隙間の形成により後述する如くシャトル３９の経糸５１に対する交差方向への移動が可能となる。また、逆に、綜絖３５が上側に綜絖３６が下側に移動すると、先の２つに区分けした１群の経糸５１と他の１群の経糸５１との上下関係が逆転するので、シャトル３９が１群の経糸５１間の隙間を介して行う経糸５１の交差方向への通過が可能となる。
【００３８】
また、前記筬３７は上枠４５と下枠４６との間に並行に複数本の筬羽４７を平行に備えて構成され、これらの筬羽４７の間にフロントビーム３０およびバックビーム３１間に複数並行に掛け渡されている経糸５１を挿通できるように配置され、この状態のまま筬羽４７をフロントビーム３０側に平行移動できるように構成されている。なお、図４においては綜絖３５、３６と筬３７の個々の支持移動機構についても詳細を略してそれらの動作方向のみを矢印にて示している。
【００３９】
前記シャトル３９には前述のテキスタイル５のうち、緯糸５２が巻き付けられていて、シャトル３９はフロントビーム３０の長さ方向に沿ってフロントビーム３０と平行に移動自在に設けられており、必要に応じてシャトル３９から緯糸５２を必要な長さで自在に繰り出すことができるように構成されている。
【００４０】
次に、図４に示す構成の織機Ｍを用いて図５に示す構成のテキスタイル５ｈ（５）を製造する方法の一例について説明する。
テキスタイル５ｈ（５）を製造するには、織機Ｍのフロントビーム３０とバックビーム３１の間に並行にテキスタイル５ｈ（５）を主に構成する衣料用繊維からなる経糸５１を必要本数張設しておく。このとき、配線３からなる経糸５１を所定の位置に張設しておく。図４に示す実施形態では、概略のみを示すが、複数張設した経糸５１は各綜絖３５、３６の各ヘルド孔部４４を通過するようにしてフロントビーム３０とバックビーム３１との間に張設しておく。また、シャトル３９には衣料用繊維からなる緯糸５２を必要長さ巻き付けておく。
【００４１】
前述の状態から、綜絖３５、３６を交互に上下移動させると、図４に示す如く１本おきに経糸５１を２つの群に区分けして上下に移動できるので、群分けした１本１本の経糸５１間に大きな隙間が生じる。この隙間を利用し、シャトル３９に巻かれている緯糸５２をフロントビーム３０の一端側から反対端側に向かってシャトル３９とともに移動させると、シャトル３９の移動に伴い、緯糸５２を経糸５１の１本おきに交差する方向に織り込むことができる。
【００４２】
シャトル３９が経糸５１の全ての列を通過してフロントビーム３０の反対端側に移動すると、一列全ての経糸５１に対して１本おきに緯糸５２を織り込むことができるので、この後、筬３７をフロントビーム３０側に移動させて緯糸５２をフロントビーム３０側に押し込む操作を行うことで緯糸５２を打ち込むことができる。そして、シャトル３９が経糸５１の全ての列を通過して織り込んだ緯糸５２を上述の如く打ち込み後、綜絖３５、３６の上下位置を逆転させると、２つに区分けした経糸５１の群が上下入れ替わるので、第１のシャトル３９を再度フロントビーム３０に沿って逆方向移動させて先の位置に戻す操作を行い、張設した経糸５１の１本おきに緯糸５２を織り込むことができる。
【００４３】
以上の操作を繰り返し行うことで、織り込み配置した行毎の緯糸５１を筬３７の筬羽４７により１行１行打ち込んで密着させることができる。また、主に衣料用繊維で構成されるテキスタイル５ｈ（５）の所定の位置に、経糸５１として配線３を織り込むことができる。
【００４４】
また、テキスタイル５ｈ（５）の所定の位置に緯糸５２として配線３を織り込むこともできる。この場合、シャトル３９に衣料用繊維を必要長さ巻き付けておくとともに、別途配線３を巻き付けた第２シャトル（図示略）を用意し、適宜衣料用繊維からなる緯糸５２との間に介在させるように第２シャトルを織り込む操作を行えば良い。
【００４５】
また、図２（ｂ）に示したテキスタイル５のように、配線３が屈曲部７を有する場合には、前述のようにテキスタイル５ｈ（５）を織り込んでいく過程で一時停止し、配線３からなる経糸５１のみをバックビーム３１から切り離し、ヘルド穴４４及び筬３７から外して、緯糸５２と並行に隣接して配置し、テキスタイルの織り込みを再開することにより、所定の位置で配線３が経糸５１方向から緯糸５２方向に屈曲した屈曲部７を有するテキスタイル５とすることができる。
【００４６】
この逆に、緯糸５２として配線３をテキスタイル５に織り込んでいく過程で一時停止して、当該配線３をヘルド穴４４及び筬３７に通してバックビーム３１に固定し、経糸５１と並行に配置してテキスタイルの織り込みを再開することにより、所定の位置で配線３が緯糸５２方向から経糸５１方向に屈曲した屈曲部７を有するテキスタイル５とすることもできる。
【００４７】
上記のように製造されたテキスタイル５を適宜公知の方法で帽子型に成形又は縫製し、さらにテキスタイル５に縫いこまれた配線３の一端側にセンサ部２を接続することにより、ＢＭＩ用被り物１Ａを製造することができる。
なお、センサ部２は、配線３が織り込まれたテキスタイル５の製造後に該配線３へ接続して配置されてもよいし、又は、予めセンサ部２が接続された配線３をテキスタイル５に織り込むことにより、配線３と同時にテキスタイル５に配置されてもよい。
【００４８】
＜第２実施形態例＞
本発明の第２実施形態例として、図６にＢＭＩ用被り物１Ｂ（１）を示す。図６では、図１と同様のものには同じ符号を付してある。図７は、ＢＭＩ用被り物１Ｂ（１）のテキスタイル５ｉ（５）〜５ｎ（５）で構成される装着者の頭部を覆う部分を展開して示した概略図である。図７では、図２と同様のものには同じ符号を付してある。
【００４９】
ＢＭＩ用被り物１Ｂは、ＢＭＩ用被り物１Ａと同様に、テキスタイル５中に配線３が織り込まれている。配線３の一端側はセンサ部２に接続され、配線３の他端側はコネクタ部４に集合して接続されている。コネクタ部４は頭頂部に設けられているので、各配線３は屈曲部を有していなくてもコネクタ部４に接続されうる。
【００５０】
図２の展開図に示すように、各配線３は個々のテキスタイル５ｉ（５）〜５ｎ（５）を跨がずに配されているので、配線３を織り込んだテキスタイル５ｉ（５）〜５ｎ（５）を別体物として個別に製造した後で、縫製してＢＭＩ用被り物１Ｂを作製することが容易である。
【００５１】
配線３は、光ファイバである場合にも、前述と同様にテキスタイル５に織り込むことができる。なお、本明細書では、光ファイバからなる配線３を、光ファイバ配線と呼ぶことがある。
前記光ファイバとしては、センサ部２からの信号を伝送できるものであって、テキスタイル５中に織り込み可能な材質からなるものであれば特に制限されない。例えば、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わせた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバが好適である。
前記光ファイバはシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）又はマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）のいずれであってもよい。
【００５２】
前記石英系光ファイバ及びガラス系光ファイバは伝送損失が少ないため、出力の小さい光源（センサ部２、コネクタ部４）からの信号であっても十分に伝送することができる。
【００５３】
前記プラスチック光ファイバとしては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やスチレン等が重合した樹脂（プラスチック）からなるものが挙げられる。プラスチック光ファイバは、曲げに強く折れにくいため、柔軟性に富むテキスタイル５に織り込む場合には特に適している。
【００５４】
前記光ファイバのコア直径は、０．００５ｍｍ〜２ｍｍの範囲が好ましく、０．０１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲がより好ましく、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲がさらに好ましい。この範囲の下限値以上であると、前記光ファイバをテキスタイル５に織り込むための適度な剛性を持たせることができ、この範囲の上限値以下であると、前記光ファイバをテキスタイル５に織り込んだ際に求められる適度な柔軟性を持たせることができる。すなわち、光ファイバ配線に柔軟性を持たせる観点からは、光ファイバ配線は細いほど好ましく、光ファイバ配線に剛性を持たせ、また信号伝送量を増やす観点からは、光ファイバ配線は太いほど好ましい。
【００５５】
前記光ファイバのクラッドの厚みは、コア及びクラッドの材料によって適宜調整される。また、光ファイバ配線を樹脂等で被覆してもよい。該被覆によって光ファイバ配線を、衝撃、摩擦、紫外線、及び水分等から保護できる。
【００５６】
配線３の１本に対して、センサ部２は１個だけ備えられていることが好ましい。その配線３におけるセンサ部２の位置は特に限定されないが、該配線３の端部にセンサ部２を配置することが好ましい。配線３の端部（末端）にセンサ部２を接続する方が、配線３の途中にセンサ部２を接続するよりも、製造上より容易である。
【００５７】
配線３の１本に対して、センサ部２が１個だけ備えられている場合、該配線３は該センサ部２の信号のみを伝送するため、該センサ部２（又はコネクタ部４）が発信及び／又は受信する信号をより複雑化（大容量化）することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物として広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１Ａ，１Ｂ…ＢＭＩ用被り物、２…センサ部、３…配線、４…コネクタ部、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｉ，５ｅ，５ｆ，５ｈ，５ｉ，５ｋ，５ｌ，５ｍ，５ｎ…テキスタイル、６…一般衣料用繊維、７…屈曲部、１１…金属繊維、１２…金属線材、１３…被覆層、Ｍ…製造装置、３０…フロントビーム、３１…バックビーム、３２…クロスビーム、３３…ワークビーム、３５、３６…綜絖、３７…筬、３９…シャトル、４３…ヘルド部材、４４…ヘルド孔、４７…筬羽、５１…経糸、５２…緯糸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着者の脳活動を表す情報をセンシングするＢＭＩ用被り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、操作者の脳活動に伴って発生する電場や脳の血流状態等の脳活動を表す情報（信号）をセンシングしてロボットや車等の外部装置を操作するためのブレイン・マシン・インターフェース（Ｂｒａｉｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＢＭＩ）の開発に対する関心が高まっている。ＢＭＩの装着者は身体の動作を介さずに外部装置を操作することができる。このためＢＭＩは、例えば、身体の動きに不自由がある方が自身を補助する装置を操作するコントローラーとしての応用等が期待されている。
【０００３】
前記脳活動を表す情報をＢＭＩによって測定する方法は、侵襲法と非侵襲法に大別される。侵襲法では、外科手術を行って脳に電極を埋め込んで脳神経細胞の活動を直接計測して信号を取り出す方法が用いられる。この方法では、脳神経細胞の電気生理学的信号を高いシグナル／ノイズ比で検出することができる利点がある。しかし、外科手術による副作用や感染等の危険性が高いという問題がある。
【０００４】
一方、非侵襲法では電極等のセンサーを頭皮や頭髪に接触させ、体外において脳活動を表す情報を測定する方法である。この方法では、前述の外科手術に伴う問題が生じないため、ＢＭＩの装着をより安全に行うことができる。近年のセンサーの高性能化によって、シグナル／ノイズ比も高められてきていることから、ＢＭＩの装着方法として非侵襲法が一層期待されている。従来知られている非侵襲法のＢＭＩとしては、例えば帽子にセンサーを貼り付けたものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図８に示すように、従来の非侵襲法のＢＭＩ１００では、センサー１０２が入出力する信号を伝送する配線１０３がＢＭＩ１００の帽子の布部１０５から離れて剥き出しになっているためＢＭＩ１００の装着性が悪く、取り扱いが不便であり、見た目にも不恰好であるという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一般の頭部用衣類と同等に装着性が良く、取り扱いが容易なＢＭＩ用被り物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載のＢＭＩ用被り物は、装着者の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物であって、該情報を検出するセンサ部と、該センサ部からの信号を伝送する配線と、該配線を織り込んだテキスタイルとが少なくとも備えられたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１において、前記テキスタイル中で、前記配線が複数備えられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項２において、複数の前記配線を集積するコネクタが設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記テキスタイル中で、前記配線が屈曲部を有することを特徴とする。
本発明の請求項５に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記配線は導電性繊維であって、該導電性繊維が、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、銀線の中から選ばれる少なくとも1種から構成される金属線、あるいはこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線、または、該金属線或いは該合金金属線表面にこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線であることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項５において、前記導電性繊維は、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは、撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブルにより構成されたことを特徴とする。
本発明の請求項７に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記配線は光ファイバであって、該光ファイバが、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバであることを特徴とする。
本発明の請求項８に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項７において、前記光ファイバのコア直径が、０．００５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載のＢＭＩ用被り物は、請求項１〜８のいずれか一項において、前記配線の１本に対して、前記センサ部が少なくとも１個以上備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＢＭＩ用被り物は、一般の頭部用衣類と同等の装着性を有し、取り扱いが容易で、外観も一般の頭部用衣類と同等であるため、日常的に違和感なくＢＭＩ用被り物を身につけながら、装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得することができる。
また、本発明のＢＭＩ用被り物のテキスタイル中に複数の配線が備えられている場合には、該ＢＭＩ用被り物に複数のセンサ部を設けることができる。さらに、複数の前記配線を集積するコネクタが設けられている場合には、各配線から伝送される複数の信号を該コネクタに集積させることができ、複数の信号をまとめて処理することができる。
また、本発明のＢＭＩ用被り物における配線が屈曲部を有する場合には、テキスタイル中の該配線の経路を自在に配することができ、センサ部を任意の位置に自在に配置することがより容易になる。
【０００９】
さらに、本発明のＢＭＩ用被り物における配線が導電性繊維であって、該導電性繊維として、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、銀線の中から選ばれる少なくとも１種から構成される金属線、あるいはこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線、または、該金属線或いは該合金金属線表面にこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線を用いること、また、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブル（以下、極細同軸ケーブル）により構成すること、さらには、請求項５に記載の金属線または合金金属線、あるいは金属複合線と、前記極細同軸ケーブルが同時に編み込まれているテキスタイル配線とすることによって、前記センサ部からの信号を確実に伝送することができると共に、装着者の頭部の動きに追従したり、当該ＢＭＩ用被り物の着脱時の操作に十分対応する柔軟性を有し、接続した導電性繊維が露出することがないテキスタイル配線を提供できる。また、導電性繊維を用いた配線は、太陽光等の紫外線に曝された場合であっても、分解され難いため耐久性に優れる。
【００１０】
また、これらの導電性繊維はいずれも極細径であるのでテキスタイル（生地）に織り込むことができ、布状に加工してもスペースを取ることがない。また、金属複合線の場合、例えば銅の周りにチタンを被覆したチタン被覆銅線などを用いることで、高耐食性と高導電性の両方を満足させることが可能になる。極細同軸ケーブルの場合には、高周波での高速データ送信が可能である。
【００１１】
本発明のＢＭＩ用被り物における配線が光ファイバであって、該光ファイバが、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバである場合、前記センサ部からの信号を光信号によって伝送できるため、電磁波や電気的ノイズによって信号伝送が遮られることがない。また、光ファイバ配線は、配線間のクロストークが起こらないため、テキスタイル中に隣接するように密に織り込むことができる。光ファイバ配線は、軽量性に優れるため、テキスタイル中に密に織り込んだ場合の装着者の負担を軽減することができる。さらに光ファイバ配線は、装着者の発汗によって水分に曝された場合であっても、腐食し難いため耐久性に優れる。
【００１２】
前記光ファイバのコア直径が、０．００５ｍｍ〜２ｍｍである場合、大容量の信号を高速伝送できると共に、テキスタイルに自然に織り込むことが可能である。このため、ＢＭＩ用被り物の装着者の頭部の動きに追従したり、該ＢＭＩ用被り物の着脱時の操作に十分対応する柔軟性を有し、該テキスタイルに織り込んだ該光ファイバ（配線）が目立たないテキスタイル配線を提供できる。
【００１３】
本発明のＢＭＩ用被り物において、前記配線の１本に対して、前記センサ部が１個備えられている場合、該配線は該センサ部の信号のみを伝送するため、該センサ部が発信及び／又は受信する信号をより複雑化（大容量化）することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のＢＭＩ用被り物の第１実施形態例を示す概略の斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明のＢＭＩ用被り物の第１実施形態例におけるテキスタイル中の配線及びセンサ部の配置を示す概略の展開図、（ｂ）は（ａ）における配線の有する屈曲部の拡大図であり、（ｃ）は（ａ）における配線の有するセンサ部周辺の拡大図である。
【図３】テキスタイルに織り込むことのできる金属繊維の断面図である。
【図４】テキスタイルを製造する際に用いることのできる織機の一例を示す概略の構成図である。
【図５】（ａ）一部に配線が織り込まれたテキスタイルの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ間の断面図である。本発明のＢＭＩ用被り物のテキスタイルの製造に使用しうる織機の一構成例である。
【図６】本発明のＢＭＩ用被り物の別の例を示す概略の斜視図である。
【図７】本発明のＢＭＩ用被り物の第２実施形態例におけるテキスタイル中の配線とセンサ部の配置を示す概略の展開図である。
【図８】従来の非侵襲法のＢＭＩ用被り物の一例を示す概略の斜視図である。
【図９】本発明のＢＭＩ用被り物におけるテキスタイル中の、配線の織り込み方の一例を示す図である。
【図１０】本発明のＢＭＩ用被り物におけるテキスタイル中の、配線の織り込み方の一例を示す図である。
【図１１】本発明のＢＭＩ用被り物におけるテキスタイル中の、配線の織り込み方の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
＜第１実施形態例＞
本発明の第１形態例として、図１〜２にＢＭＩ用被り物１Ａ（１）を示す。ＢＭＩ用被り物１Ａは、装着者（図示略）の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するための帽子型のＢＭＩ用被り物であって、該情報を検出するセンサ部２と、該センサ部２からの信号を伝送する配線３と、該配線３を織り込んだテキスタイル５とが少なくとも備えられたものである。
【００１６】
ＢＭＩ用被り物１Ａの形状は、装着者の頭部を覆うことができて、装着者の頭部にセンサーを接近又は接触させることができるものであれば特に制限されない。例えば、図１に示す帽子型の他に、ヘルメット型、風呂敷型、頭巾型等が挙げられる。
【００１７】
センサ部２は装着者の脳活動を表す情報を体外から取得することができるものであり、公知のセンサが使用できる。例えば、センサを設置した部位における脳波を検出する脳波センサ（Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ）、脳血流量を検出する近赤外光センサ等が挙げられる。
【００１８】
脳活動を表す前記情報としては、脳が発生する電場や脳内の血流状態等が挙げられる。脳が発生する電場をセンシングすることにより、時間分解能に優れた脳活動の検出を行うことができる。一方、脳血流状態をセンシングすることにより、空間分解能に優れた脳活動の検出を行うことができる。
【００１９】
配線３はセンサ部２に入出力される信号を伝送するものであり、例えば、電気信号を伝送する導電性配線や、光信号を伝送する光ファイバー等を用いることができる。
図１では、複数の配線３の一端側に各々センサ部２が接続され、各配線３の他端側がコネクタ部４に集合して接続されている。各配線３は、テキスタイル５に織り込まれて配されている。
【００２０】
各センサ部２から出力された信号が各配線３を介して、コネクタ部４に収集される。逆に、コネクタ部４にインプットした信号が各配線３を介して各センサ部２へ入力される。すなわち、コネクタ部４において各センサ部２に入出力される信号をまとめて処理することができる。コネクタ部４には、該入出力される信号を処理するための外部装置へ連絡する手段を別途設けてもよい。該手段としては、電気通信回線装置や無線通信装置等が挙げられる。
【００２１】
図２（ａ）は、ＢＭＩ用被り物１Ａのテキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）で構成される装着者の頭部を覆う部分を展開して示した概略図である。帽子型のＢＭＩ用被り物１Ａを構成するパーツ（クラウン）として成形されたテキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）は、一般衣類に用いられる繊維を主体として織られた布帛である。この布帛を構成する繊維の一部として前記配線３を用いることにより、通常の布帛と同様にテキスタイル５を製造することができる。テキスタイル５は、ＢＭＩ用被り物の装着者の頭部を覆うことができるように成形又は縫製される。
【００２２】
ここで、テキスタイル５は、テキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）が一体物として製造された布帛を裁断又は成形したものであってもよいし、テキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）が別体物として個別に製造された布帛を裁断又は成形して、それらを縫製したものであってもよい。ただし、図２（ａ）のようにテキスタイル５ａ（５）〜５ｆ（５）を跨いで配線３が配されている場合には、前記一体物としてテキスタイル５を構成する方が製造は容易である。
【００２３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）で示すテキスタイル５ａ（５）に配された配線３の屈曲部７を含む領域Ｍの拡大図である。該領域Ｍでは、一般衣料用繊維６が平織りされたテキスタイル５に配線３ａ（３）〜３ｃ（３）が織り込まれている。各配線３の経糸（縦糸）として織り込まれている端部（各配線３の一端側）には、センサ部２ａ（２）〜２ｃ（２）が各々接続されており（図２（ｃ））、１配線に１センサ部を配した構成となっている。また、各配線３の緯糸（横糸）として織り込まれている端部（各配線３の他端側）は、コネクタ部４に集合して接続されている。各配線３は、各屈曲部７において経糸と緯糸との向きを変換するように屈曲されて、テキスタイル５に縫い込まれている。
【００２４】
配線３として用いうる前記導電性配線としては、例えば図３に示すような、銅（Ｃｕ）又は銅合金からなる金属繊維１１を用いることができる。金属繊維１１は、金属線材１２の外周を覆うようにチタン（Ｔｉ）又は酸化チタンからなる被覆層１３が設けられていることが好ましい。被覆層１３を設けることにより、金属線材１２を酸化や腐食から保護することができる。
【００２５】
金属線材１２の太さ（直径）は、１０〜１００μｍとすることが好ましい。この範囲の下限値以上であると、金属繊維１１をテキスタイル５に織り込むための適度な剛性を持たせることができ、この範囲の上限値以下であると、金属繊維１１をテキスタイル５に織り込んだ際に求められる適度な柔軟性を持たせることができる。すなわち、金属線材１２に柔軟性を持たせる観点からは、金属線材１２は細いほど好ましく、金属線材１２に剛性を持たせる観点からは、金属線材１２は太いほど好ましい。金属線材１２の太さは、ＢＭＩ用被り物に配された際に、その部位に求められる強度に応じて適宜設定すればよい。
【００２６】
被覆層１３の厚さは、１．０〜１０μｍであることが好ましい。この範囲の下限値以上であると被覆層１３にピンホール等の欠陥が生じて内部の金属線材１２が露出することを防ぐことができ、この範囲の上限値以下であると金属繊維１１をテキスタイル５に織り込むのに適した屈曲性を維持し、金属線材１２の導電性を損なうことを防ぐことができる。
【００２７】
また、配線３として用いうる前記導電性配線の好適なものとして、以下に説明する導電性繊維が挙げられる。
該導電性繊維は、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、及び銀線の中から選ばれる少なくとも1種から構成される金属線であってもよいし、あるいは銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、及び銀線の中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線であってもよいし、または、該金属線或いは該合金金属線の表面に、銅、アルミニウム、チタン、金、及び銀の中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線であってもよい。
【００２８】
前記導電性繊維が、前記金属線、前記合金金属線、又は前記金属複合線であることにより、センサ部２からの信号を確実に伝送することができる。
また、これらの金属線は剛性を備えているので、装着者が当該ＢＭＩ用被り物を着用したり脱いだりする際に、テキスタイル５に織り込まれた前記金属線、前記合金金属線、及び前記金属複合線に加わる物理的なストレスに十分耐えることができる。
【００２９】
前記金属線、前記合金金属線、及び前記金属複合線には、その線の周りにチタンを被覆したチタン被覆金属線、チタン被覆合金金属線、及びチタン被覆金属複合線とすることが好ましい。チタンで被覆して、これらの金属線が露出することを防ぐことにより、これらの金属線の耐食性及び導電性をより高めることができる。
【００３０】
前記導電性繊維は、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは、撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブルにより構成されたものであることが好ましい。
このような極細の構成の導電性繊維は、テキスタイル５に織り込んだ際に、テキスタイル５中で過剰なスペースを取ることがなく、テキスタイル５に不要なテンション（張力）を与えずにすむ。さらに、極細の構成の導電性繊維は十分な柔軟性を有するので、装着者がテキスタイル５で構成されるＢＭＩ用被り物を着用したり脱いだりする際の着脱性に優れる。また、同軸ケーブルであると、高周波を用いた高速データ通信が可能となる利点がある。
【００３１】
前記導電性繊維を織り込んだテキスタイル５は、前記金属線、前記合金金属線、前記金属複合線、チタン被覆金属線、チタン被覆合金金属線、及びチタン被覆金属複合線から選ばれる１種を単独で織り込んだものであってもよいし、２種以上を組み合わせて織り込んだものであってもよい。
【００３２】
テキスタイル５は、ＢＭＩ用被り物１Ａの帽子型を形成する布地部であり、綿やポリエステル等の公知の衣類用繊維が平織りによって編まれて、さらに配線３が織り込まれたものとして作製できる。前記衣類用繊維の織り方は平織り（緯糸と経糸とが交互に上下で直交して編む方法）（図９）に限定されず、公知の織り方、例えば４枚斜文の綾織り（図１０）や３枚斜文の綾織り（図１１）等が適用できる。
【００３３】
配線３をテキスタイル５に織り込む方法としては、テキスタイル５の所定の位置に配線３を織り込める方法であれば特に制限されない。例えば図４に示すような織機Ｍを使用してテキスタイル５に配線３を織り込んで製造することができる。以下にその製造方法について説明する。
【００３４】
この織機Ｍは、対向して水平に離間配置されたロッド状のフロントビーム３０およびバックビーム３１と、フロントビーム３０の下に設置された巻取ローラー型のクロスビーム３２と、バックビーム３１の下に配置された供給ローラー型のワープビーム３３と、前記フロントビーム３０およびバックビーム３１の中間位置に上下方向に移動自在に設置された第１の綜絖３５および第２の綜絖３６と、これら綜絖３５、３６とフロントビーム３０との間に綜絖３５、３６とフロントビーム３０との間を水平方向に移動自在に配置された筬３７と、この筬３７と前記フロントビーム３０との間を前記フロントビーム３０と平行方向に移動自在に設けられるシャトル３９とを主体として構成されている。
【００３５】
なお、図４においては、フロントビーム３０およびバックビーム３１とクロスビーム３２およびワープビーム３３の支持機構などは略されているが、フロントビーム３０およびバックビーム３１は門型のフレームなどにより固定支持され、クロスビーム３２およびワープビーム３３はそれぞれ図示略の門型のフレームや軸受けなどの回転支持機構によりそれらの周周りに回転自在に支持されている。また、綜絖３５、３６においても図示略のフレームにより上下に平行移動自在に支持されるとともに、筬３７についても水平方向に平行移動できるように図示略のフレームに支持されている。
【００３６】
前記綜絖３５、３６は、上枠４１と下枠４２の間に複数本の針金状のヘルド部材４３を個々に離間し平行に架設して構成され、各ヘルド部材４３の中央部に針金を輪状に形成したヘルド孔部４４が形成されている。これらのヘルド孔部４４には後述するように経糸５１を通過できるように構成されている。綜絖３５と綜絖３６は、本第１実施形態ではそれらに形成された各ヘルド部材４３を互い違いに横並びに配置するような位置関係に配置され、後述する如くフロントビーム３０およびバックビーム３１に複数並行に掛け渡される経糸５１の１本１本を各綜絖３５、３６のヘルド穴４４に通すことができるように配置されている。
【００３７】
これらの綜絖３５、３６は図示略の上下駆動機構により個々に上下に移動自在に設けられており、しかも綜絖３５と綜絖３６の上下移動が交互に繰り返しなされるように構成されている。例えば、図４に示す如く綜絖３５が下側に、綜絖３６が上側に移動することにより、綜絖３５がヘルド部材４３により区分け支持している１本おきの経糸５１の群を下側に引っ張り、綜絖３６がヘルド部材４３により区分け支持している他の１本おきの経糸５１の群を上側に引っ張ることにより、２つに区分けしたうちの１群の経糸５１と他の１群の経糸５１との間に隙間を大きく形成することができる。この隙間の形成により後述する如くシャトル３９の経糸５１に対する交差方向への移動が可能となる。また、逆に、綜絖３５が上側に綜絖３６が下側に移動すると、先の２つに区分けした１群の経糸５１と他の１群の経糸５１との上下関係が逆転するので、シャトル３９が１群の経糸５１間の隙間を介して行う経糸５１の交差方向への通過が可能となる。
【００３８】
また、前記筬３７は上枠４５と下枠４６との間に並行に複数本の筬羽４７を平行に備えて構成され、これらの筬羽４７の間にフロントビーム３０およびバックビーム３１間に複数並行に掛け渡されている経糸５１を挿通できるように配置され、この状態のまま筬羽４７をフロントビーム３０側に平行移動できるように構成されている。なお、図４においては綜絖３５、３６と筬３７の個々の支持移動機構についても詳細を略してそれらの動作方向のみを矢印にて示している。
【００３９】
前記シャトル３９には前述のテキスタイル５のうち、緯糸５２が巻き付けられていて、シャトル３９はフロントビーム３０の長さ方向に沿ってフロントビーム３０と平行に移動自在に設けられており、必要に応じてシャトル３９から緯糸５２を必要な長さで自在に繰り出すことができるように構成されている。
【００４０】
次に、図４に示す構成の織機Ｍを用いて図５に示す構成のテキスタイル５ｈ（５）を製造する方法の一例について説明する。
テキスタイル５ｈ（５）を製造するには、織機Ｍのフロントビーム３０とバックビーム３１の間に並行にテキスタイル５ｈ（５）を主に構成する衣料用繊維からなる経糸５１を必要本数張設しておく。このとき、配線３からなる経糸５１を所定の位置に張設しておく。図４に示す実施形態では、概略のみを示すが、複数張設した経糸５１は各綜絖３５、３６の各ヘルド孔部４４を通過するようにしてフロントビーム３０とバックビーム３１との間に張設しておく。また、シャトル３９には衣料用繊維からなる緯糸５２を必要長さ巻き付けておく。
【００４１】
前述の状態から、綜絖３５、３６を交互に上下移動させると、図４に示す如く１本おきに経糸５１を２つの群に区分けして上下に移動できるので、群分けした１本１本の経糸５１間に大きな隙間が生じる。この隙間を利用し、シャトル３９に巻かれている緯糸５２をフロントビーム３０の一端側から反対端側に向かってシャトル３９とともに移動させると、シャトル３９の移動に伴い、緯糸５２を経糸５１の１本おきに交差する方向に織り込むことができる。
【００４２】
シャトル３９が経糸５１の全ての列を通過してフロントビーム３０の反対端側に移動すると、一列全ての経糸５１に対して１本おきに緯糸５２を織り込むことができるので、この後、筬３７をフロントビーム３０側に移動させて緯糸５２をフロントビーム３０側に押し込む操作を行うことで緯糸５２を打ち込むことができる。そして、シャトル３９が経糸５１の全ての列を通過して織り込んだ緯糸５２を上述の如く打ち込み後、綜絖３５、３６の上下位置を逆転させると、２つに区分けした経糸５１の群が上下入れ替わるので、第１のシャトル３９を再度フロントビーム３０に沿って逆方向移動させて先の位置に戻す操作を行い、張設した経糸５１の１本おきに緯糸５２を織り込むことができる。
【００４３】
以上の操作を繰り返し行うことで、織り込み配置した行毎の緯糸５１を筬３７の筬羽４７により１行１行打ち込んで密着させることができる。また、主に衣料用繊維で構成されるテキスタイル５ｈ（５）の所定の位置に、経糸５１として配線３を織り込むことができる。
【００４４】
また、テキスタイル５ｈ（５）の所定の位置に緯糸５２として配線３を織り込むこともできる。この場合、シャトル３９に衣料用繊維を必要長さ巻き付けておくとともに、別途配線３を巻き付けた第２シャトル（図示略）を用意し、適宜衣料用繊維からなる緯糸５２との間に介在させるように第２シャトルを織り込む操作を行えば良い。
【００４５】
また、図２（ｂ）に示したテキスタイル５のように、配線３が屈曲部７を有する場合には、前述のようにテキスタイル５ｈ（５）を織り込んでいく過程で一時停止し、配線３からなる経糸５１のみをバックビーム３１から切り離し、ヘルド穴４４及び筬３７から外して、緯糸５２と並行に隣接して配置し、テキスタイルの織り込みを再開することにより、所定の位置で配線３が経糸５１方向から緯糸５２方向に屈曲した屈曲部７を有するテキスタイル５とすることができる。
【００４６】
この逆に、緯糸５２として配線３をテキスタイル５に織り込んでいく過程で一時停止して、当該配線３をヘルド穴４４及び筬３７に通してバックビーム３１に固定し、経糸５１と並行に配置してテキスタイルの織り込みを再開することにより、所定の位置で配線３が緯糸５２方向から経糸５１方向に屈曲した屈曲部７を有するテキスタイル５とすることもできる。
【００４７】
上記のように製造されたテキスタイル５を適宜公知の方法で帽子型に成形又は縫製し、さらにテキスタイル５に縫いこまれた配線３の一端側にセンサ部２を接続することにより、ＢＭＩ用被り物１Ａを製造することができる。
なお、センサ部２は、配線３が織り込まれたテキスタイル５の製造後に該配線３へ接続して配置されてもよいし、又は、予めセンサ部２が接続された配線３をテキスタイル５に織り込むことにより、配線３と同時にテキスタイル５に配置されてもよい。
【００４８】
＜第２実施形態例＞
本発明の第２実施形態例として、図６にＢＭＩ用被り物１Ｂ（１）を示す。図６では、図１と同様のものには同じ符号を付してある。図７は、ＢＭＩ用被り物１Ｂ（１）のテキスタイル５ｉ（５）〜５ｎ（５）で構成される装着者の頭部を覆う部分を展開して示した概略図である。図７では、図２と同様のものには同じ符号を付してある。
【００４９】
ＢＭＩ用被り物１Ｂは、ＢＭＩ用被り物１Ａと同様に、テキスタイル５中に配線３が織り込まれている。配線３の一端側はセンサ部２に接続され、配線３の他端側はコネクタ部４に集合して接続されている。コネクタ部４は頭頂部に設けられているので、各配線３は屈曲部を有していなくてもコネクタ部４に接続されうる。
【００５０】
図２の展開図に示すように、各配線３は個々のテキスタイル５ｉ（５）〜５ｎ（５）を跨がずに配されているので、配線３を織り込んだテキスタイル５ｉ（５）〜５ｎ（５）を別体物として個別に製造した後で、縫製してＢＭＩ用被り物１Ｂを作製することが容易である。
【００５１】
配線３は、光ファイバである場合にも、前述と同様にテキスタイル５に織り込むことができる。なお、本明細書では、光ファイバからなる配線３を、光ファイバ配線と呼ぶことがある。
前記光ファイバとしては、センサ部２からの信号を伝送できるものであって、テキスタイル５中に織り込み可能な材質からなるものであれば特に制限されない。例えば、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わせた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバが好適である。
前記光ファイバはシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）又はマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）のいずれであってもよい。
【００５２】
前記石英系光ファイバ及びガラス系光ファイバは伝送損失が少ないため、出力の小さい光源（センサ部２、コネクタ部４）からの信号であっても十分に伝送することができる。
【００５３】
前記プラスチック光ファイバとしては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やスチレン等が重合した樹脂（プラスチック）からなるものが挙げられる。プラスチック光ファイバは、曲げに強く折れにくいため、柔軟性に富むテキスタイル５に織り込む場合には特に適している。
【００５４】
前記光ファイバのコア直径は、０．００５ｍｍ〜２ｍｍの範囲が好ましく、０．０１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲がより好ましく、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲がさらに好ましい。この範囲の下限値以上であると、前記光ファイバをテキスタイル５に織り込むための適度な剛性を持たせることができ、この範囲の上限値以下であると、前記光ファイバをテキスタイル５に織り込んだ際に求められる適度な柔軟性を持たせることができる。すなわち、光ファイバ配線に柔軟性を持たせる観点からは、光ファイバ配線は細いほど好ましく、光ファイバ配線に剛性を持たせ、また信号伝送量を増やす観点からは、光ファイバ配線は太いほど好ましい。
【００５５】
前記光ファイバのクラッドの厚みは、コア及びクラッドの材料によって適宜調整される。また、光ファイバ配線を樹脂等で被覆してもよい。該被覆によって光ファイバ配線を、衝撃、摩擦、紫外線、及び水分等から保護できる。
【００５６】
配線３の１本に対して、センサ部２は１個だけ備えられていることが好ましい。その配線３におけるセンサ部２の位置は特に限定されないが、該配線３の端部にセンサ部２を配置することが好ましい。配線３の端部（末端）にセンサ部２を接続する方が、配線３の途中にセンサ部２を接続するよりも、製造上より容易である。
【００５７】
配線３の１本に対して、センサ部２が１個だけ備えられている場合、該配線３は該センサ部２の信号のみを伝送するため、該センサ部２（又はコネクタ部４）が発信及び／又は受信する信号をより複雑化（大容量化）することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物として広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１Ａ，１Ｂ…ＢＭＩ用被り物、２…センサ部、３…配線、４…コネクタ部、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｉ，５ｅ，５ｆ，５ｈ，５ｉ，５ｋ，５ｌ，５ｍ，５ｎ…テキスタイル、６…一般衣料用繊維、７…屈曲部、１１…金属繊維、１２…金属線材、１３…被覆層、Ｍ…製造装置、３０…フロントビーム、３１…バックビーム、３２…クロスビーム、３３…ワークビーム、３５、３６…綜絖、３７…筬、３９…シャトル、４３…ヘルド部材、４４…ヘルド孔、４７…筬羽、５１…経糸、５２…緯糸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物であって、
該情報を検出するセンサ部と、
該センサ部からの信号を伝送する配線と、
該配線を織り込んだテキスタイルと
が少なくとも備えられたことを特徴とするＢＭＩ用被り物。
【請求項２】
前記テキスタイル中で、前記配線が複数備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項３】
複数の前記配線を集積するコネクタが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項４】
前記テキスタイル中で、前記配線が屈曲部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項５】
前記配線は導電性繊維であって、該導電性繊維が、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、銀線の中から選ばれる少なくとも1種から構成される金属線、あるいはこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線、または、該金属線或いは該合金金属線表面にこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項６】
前記導電性繊維は、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは、撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブルにより構成されたことを特徴とする請求項５に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項７】
前記配線は光ファイバであって、該光ファイバが、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項８】
前記光ファイバのコア直径が、０．００５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項９】
前記配線の１本に対して、前記センサ部が少なくとも１個以上備えられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項１】
装着者の頭部を覆うことにより該装着者の脳活動を表す情報を非侵襲的に取得するためのＢＭＩ用被り物であって、
該情報を検出するセンサ部と、
該センサ部からの信号を伝送する配線と、
該配線を織り込んだテキスタイルと
が少なくとも備えられたことを特徴とするＢＭＩ用被り物。
【請求項２】
前記テキスタイル中で、前記配線が複数備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項３】
複数の前記配線を集積するコネクタが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項４】
前記テキスタイル中で、前記配線が屈曲部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項５】
前記配線は導電性繊維であって、該導電性繊維が、銅線、アルミニウム線、チタン線、金線、銀線の中から選ばれる少なくとも1種から構成される金属線、あるいはこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む合金から構成される合金金属線、または、該金属線或いは該合金金属線表面にこれらの中から選ばれた少なくとも１種を含む金属または合金を被覆することにより構成される金属複合線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項６】
前記導電性繊維は、中心導体径が０．０３０ｍｍ以下の単線もしくは、撚り線であって、同軸構造とした後に外被（ジャケット）を施した径が０．５ｍｍ以下である極細同軸ケーブルにより構成されたことを特徴とする請求項５に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項７】
前記配線は光ファイバであって、該光ファイバが、石英系光ファイバ、ガラス系光ファイバ、プラスチック光ファイバ、及びそれらを組み合わた光ファイバのうち、いずれかの光ファイバであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項８】
前記光ファイバのコア直径が、０．００５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のＢＭＩ用被り物。
【請求項９】
前記配線の１本に対して、前記センサ部が少なくとも１個以上備えられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のＢＭＩ用被り物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１２５６７４（Ｐ２０１１−１２５６７４Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６４７９（Ｐ２０１０−１１６４７９）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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