(57)【要約】【課題】  生体光計測技術によって得られる脳の活動状態と、情動に関連した反応や関係性を把握し、被検体である対象者にフィードバックする生体光計測装置を提供する。【解決手段】  生体光計測装置は、被検体の頭部に光を照射する光照射部と、光照射部から異なる距離に配置され、被検体を透過あるいは反射した光を検出する複数の受光部と、複数の受光部で受光された光の強度に基づいて、被検体の脳信号と生理信号に分離する演算部と、演算部にて分離された、脳信号と生理信号を出力する出力部とを有する。【選択図】  図１
2020044127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の頭部に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から異なる距離に配置され、前記被検体を透過あるいは反射した光を検出する複数の受光部と、
前記複数の受光部で受光された光の強度に基づいて、前記被検体の脳信号と生理信号に分離する演算部と、
前記演算部にて分離された、脳信号と生理信号を出力する出力部とを有する、ことを特徴とする生体光計測装置。
【請求項２】
前記複数の受光部は、前記光照射部と所定距離だけ離れた位置に設置された第１の受光部と、前記光照射部に対して前記第１の受光部より遠い位置に設置された第２の受光部とを有し、
前記演算部は、前記第１の受光部により受光された光の強度を生理信号として抽出し、前記第２の受光部により受光された光の強度から前記第１の受光部により受光された光の強度に応じた値を除いて脳信号を抽出して、前記被検体の生理信号と脳信号の計測する、ことを特徴とする請求項１に記載の生体光計測装置。
【請求項３】
前記出力部は、表示装置であり、
前記演算部は、前記計測された脳信号と生理信号と目標値とを、前記表示装置に表示させる、ことを特徴とする請求項２記載の生体光計測装置。
【請求項４】
前記表示装置は、前記目標値を脳信号と生理信号の一定の活動を示すレンジとして、表示する、ことを特徴とする請求項３記載の生体光計測装置。
【請求項５】
前記演算部は、前記目標値と前記計測された脳信号と生理信号の計測値との間の差分またはその差分の変化を、前記表示装置に表示する、ことを特徴とする請求項３記載の生体光計測装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記計測された脳信号と生理信号が、前記目標値に示された条件を満たした場合に、前記生理信号と脳信号の計測を終了する、ことを特徴とする請求項３記載の生体光計測装置。
【請求項７】
前記被検体の少なくとも一つのトレーニングメニューと目標値とを対応して記憶する記憶部を更に有し、
前記演算部は、トレーニングメニューが選択されると、前記記憶部に記憶されている目標値を読み出し、前記表示装置に目標値を表示する、ことを特徴とする請求項３記載の生体光計測装置。
【請求項８】
前記記憶部には、前記トレーニングメニューと対応させてタスクが記憶されており、
前記演算部は、前記トレーニングメニューが選択されると、前記記憶部に記憶されている対応するタスクを読み出し、前記表示装置にタスクの内容を表示する、ことを特徴とする請求項７記載の生体光計測装置。
【請求項９】
被検体の頭部に光を照射する光照射部と、前記光照射部から異なる距離に配置され、前記被検体を透過あるいは反射した光を検出する複数の受光部とを有する計測部に接続される生体光解析装置であって、
前記複数の受光部で受光された光の強度に基づいて、前記被検体の脳信号と生理信号に分離する演算部と、
前記演算部にて分離された、脳信号と生理信号を出力する出力部とを有する、ことを特徴とする生体光解析装置。
【請求項１０】
前記演算部は、前記光照射部と所定距離だけ離れた位置に設置された第１の受光部により受光された光の強度を生理信号として抽出し、前記光照射部に対して前記第１の受光部より遠い位置に設置された第２の受光部により受光された光の強度から前記第１の受光部により受光された光の強度に応じた値を除いて脳信号を抽出して、前記被検体の生理信号と脳信号の計測する、ことを特徴とする請求項９に記載の生体光解析装置。
【請求項１１】
前記出力部は表示装置であり、
前記演算部は、前記計測された脳信号と生理信号と目標値とを、前記表示装置に表示させる、ことを特徴とする請求項１０記載の生体光解析装置。
【請求項１２】
前記表示装置は、前記目標値を脳信号と生理信号の一定の活動を示すレンジとして、表示する、ことを特徴とする請求項１１記載の生体光解析装置。
【請求項１３】
前記演算部は、前記目標値と前記計測された脳信号と生理信号の計測値との間の差分またはその差分の変化を、前記表示装置に表示する、ことを特徴とする請求項１１記載の生体光解析装置。
【請求項１４】
前記演算部は、前記計測された脳信号と生理信号が、前記目標値に示された条件を満たした場合に、前記生理信号と脳信号の計測を終了する、ことを特徴とする請求項１１記載の生体光解析装置。
【請求項１５】
前記被検体の少なくとも一つのトレーニングメニューと目標値とを対応して記憶する記憶部を更に有し、
前記演算部は、トレーニングメニューが選択されると、前記記憶部に記憶されている目標値を読み出し、前記表示装置に目標値を表示する、ことを特徴とする請求項１１記載の生体光解析装置。
【請求項１６】
前記記憶部には、前記トレーニングメニューと対応させてタスクが記憶されており、
前記演算部は、前記トレーニングメニューが選択されると、前記記憶部に記憶されている対応するタスクを読み出し、前記表示装置にタスクの内容を表示する、ことを特徴とする請求項１５記載の生体光解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測データに基づき、被検者の脳信号および生理信号を出力する生体光計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視から赤外にある複数波長の光を用いて生体内部を計測し、生体内部の情報を二次元画像化する生体光計測装置が、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の生体光計測装置は、半導体レーザで光を発生させ、発生させた光を光ファイバで導いて被検体の複数箇所に照射する。被検体に照射され、生体内を透過あるいは反射した光を複数箇所で受光し、受光された光を光ファイバによってフォトダイオードまで導いて検出する。そして、検出光量から、血液循環、血行動態、ヘモグロビン濃度変化などの生体情報に変換し、この生体情報を二次元画像化する。このような生体光計測装置は、生体に対し非侵襲かつ低拘束であるため、機能的磁気共鳴画像法（functional magnetic resonance imaging: fMRI）などの大規模な計測技術と比較し、個人の精神状態や生体情報を、日常的な環境下で評価することに適している。
【０００４】
この生体光計測装置を用い、リハビリテーションやイメージトレーニング等の訓練に活用するため、例えば特許文献２に記載の技術が提案されている。特許文献２に記載の技術は、生体光計測によって計測される脳活動信号を、訓練を実施する者に対し表示することにより、外部からは把握できない脳内の変化を活用して訓練を最適化するものである。
【０００５】
一方、この生体光計測装置は、例えば光を頭皮上から照射するため、頭皮における皮膚血流変動を含むとの報告があり、それらの成分を抽出・除去する方法が研究されている。この皮膚血流変動を抽出・除去する方法は、例えば特許文献３に記載されている。これらの手法の多くは複数の照射−検出器（送光器−受光器）間距離（以下、SD（Source Detector）距離）を持つマルチディスタンス方式により深さの異なる部位からの信号成分を取得している。これらを用いて浅い層部分の計測データに含まれると考えられる皮膚血流信号を除去しようとするものである。脳の血流変動に注目した従来の生体光計測装置においては、皮膚血流変動は雑音として扱われ除去されるため、皮膚血流変動の状態を積極的に活用することが考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９８９７２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４５９３号公報
【特許文献３】特開２０１４−２０８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
皮膚血流変動、特に顔面の皮膚血流変動には、種々の生理反応、例えば情動に関連した反応を含むとの報告がある。情動に関連する反応を可視化し、ヒトがコントロールすることができれば、ストレスを含む情動などの精神状態をヒトが意識的に最適な状態にすることが可能になると期待される。
【０００８】
脳の活動状態を可視化する生体光計測技術は、気分、感情など個人の精神状態に関する情報を与えるという応用が期待されており、fMRIなどの大型の脳機能画像化技術と比較し、座位・立位のような日常的な環境での使用が可能である。
【０００９】
そのため、生体光計測装置は、ヒトの脳や生理反応から得られる状態を、その個人が日常的に経験する環境下において、直接フィードバックすることで、その個人が自身の状態の適切なコントロールをサポートすることが可能と考えられる。
【００１０】
しかし、従来は、生体光計測技術によって得られる脳の活動状態と、情動に関連した反応や関係性を対象者にフィードバックすることは、考慮されていない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、生体光計測技術によって得られる脳の活動状態と、情動に関連した反応や関係性を把握し、被検体である対象者にフィードバックする生体光計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の生体光計測装置は、その一例を挙げるならば、被検体の頭部に光を照射する光照射部と、光照射部から異なる距離に配置され、被検体を透過あるいは反射した光を検出する複数の受光部と、複数の受光部で受光された光の強度に基づいて、被検体の脳信号と生理信号に分離する演算部と、演算部にて分離された、脳信号と生理信号を出力する出力部とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
被検体は、自らの認知機能等に由来する脳信号と、情動等に由来する生理信号をリアルタイムに観察し、自身の状態を認識することにより、その状態を最適化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の生体光計測装置の構成を示す図。
【図２】実施例１の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図３】実施例２の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図４】実施例３の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図５】実施例４の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図６】実施例４の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図７】実施例４の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図８】実施例４の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図９】実施例５の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図１０】実施例６の生体光解析装置の表示部の表示例を示す図。
【図１１】実施例２の生体光解析装置の処理ステップを示す図。
【図１２】実施例３の生体光解析装置の処理ステップを示す図。
【図１３】実施例７の生体光解析装置の処理ステップを示す図。
【図１４】実施例８の生体光解析装置の処理ステップを示す図。
【図１５】実施例８の生体光解析装置の記憶部に保存されたテーブルを示す図。
【図１６】実施例８の生体光解析装置の処理ステップを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。以下の例では、生体光計測技術を用い、計測結果から得られる脳活動信号と生理信号に分離し、両者の関連性等を表示する。
【００１６】
以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
【００１７】
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【００１８】
以下の説明では、「テーブル」、「リスト」、「キュー」等の表現にて各種情報を説明することがあるが、各種情報は、これら以外のデータ構造で表現されていてもよい。データ構造に依存しないことを示すために「ＸＸテーブル」、「ＸＸリスト」等を「ＸＸ情報」と呼ぶことがある。識別情報について説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「ＩＤ」、「番号」等の表現を用いるが、これらについてはお互いに置換が可能である。
【００１９】
同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
【００２０】
また、以下の説明では、プログラムを実行して行う処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＧＰＵ）によって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶資源（例えばメモリ）および／またはインターフェースデバイス（例えば通信ポート）等を用いながら行うため、処理の主体がプロセッサとされてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路（例えばＦＰＧＡやＡＳＩＣ）を含んでいてもよい。
【００２１】
プログラムは、プログラムソースから計算機のような装置にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、以下の説明において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。
【実施例１】
【００２２】
図１に生体光計測装置の概略構成図を示す。実施例１における生体光計測装置は、被検体８００に光を照射し、被検体を透過あるいは反射した光を検出することにより生体計測を行う計測部１０６と、計測部１０６に接続され、生体計測の解析を行う生体光解析装置１１１とを有する。生体光解析装置１１１は、被検体８００に刺激を呈示し、生体計測結果を表示する表示部１０８と、表示部１０８に刺激を呈示する情報を送信し、送信された情報に基づき刺激や解析結果を表示部１０８に表示する演算部１０７と、演算部１０７で解析する被検体８００の解析に必要な各種情報の入力を受け付ける入力装置１１０と、生体計測結果や課題呈示の情報を保存する記憶部１０９を有する。
【００２３】
ここで、演算部１０７は、機能的に、被検体８００に対し刺激を呈示するための情報を表示部１０８に送信する刺激呈示部１０７ａ、計測部１０６を制御するとともに計測部１０６からの信号を受信する計測制御部１０７ｂ、計測制御部１０７ｂから生体計測結果を受信し、これを解析し、表示部１０８に表示する解析部１０７ｃを有する。計測部１０６と生体光解析装置１１１は、例えば、ＵＳＢポート、ＬＡＮポートのようなインターフェースにより、着脱可能に接続される。
【００２４】
また、計測部１０６は、生体透過性の高い６００〜９００ｎｍ程度の波長のうち１波長または異なる複数の波長の光を照射するものである。具体的には、計測制御部１０７ｂが送信する光源駆動信号に基づき、光を発するレーザーダイオードやＬＥＤなどの光源１０３と、光源１０３で発せられた光を被検体８００に導く光ファイバ９００と、光ファイバ９００で導かれた光を被検体８００に照射する光照射部１０１と、光照射部１０１で照射された光のうち被検体内部を透過または反射した光を受光する受光部１０２ａ、１０２ｂと、受光部１０２ａ、１０２ｂで受光され光ファイバ９０１で導かれた光を検出するシリコンフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトマルチプライヤーなどの光検出器１０４ａ、１０４ｂと、を有する。光照射部１０１と受光部１０２ａ、１０２ｂの組み合わせで両者の略中点に計測点１０５を構成することもできる。
【００２５】
ここで、計測部１０６によって計測される信号成分を、脳信号と生理信号に分離する分離方法の一例を説明する。
【００２６】
受光部１０２ａは、光照射部１０１からの距離が受光部１０２ｂより離れて配置されている。光検出器１０４ａは頭部の深い部位（脳）と浅い部位（皮膚）の血液循環、血行動態、ヘモグロビン濃度等に由来する信号成分を検出する。一方、受光部１０２ｂは光照射部１０１からの距離が受光部１０２ａより短い（光照射部１０１と所定距離だけ離れた）場所に設置されるため、光検出器１０４ｂは頭部の浅い部位（主に皮膚）の血液循環、血行動態、ヘモグロビン濃度等、皮膚血流に由来する信号成分を検出する。
【００２７】
計測制御部１０７ｂは、光検出器１０４で検出された光の強度を表す信号を受信し、解析部１０７ｃに送信する。解析部１０７ｃでは、頭部の深い部位と浅い部位に由来する信号成分を検出する光検出器１０４ａの信号から、頭部の浅い部位に由来する信号成分を検出する光検出器１０４ｂの信号に応じた値を差し引くことで、頭皮における皮膚血流変動を除いた頭部の深い部位（脳）の信号成分、即ち、脳信号を抽出する。または、光検出器１０４ａの信号から、光検出器１０４ｂの信号に所定の係数を乗じた値を差し引くことで、頭皮における皮膚血流変動を除いた頭部の深い部位の信号成分、即ち、脳信号を抽出する。一方、光検出器１０４ｂの信号成分は、頭部の浅い部位（皮膚）の信号成分であり、生理信号として抽出する。もしくは、光検出器１０４ａの信号と、光検出器１０４ｂの信号を用い、独立成分分析（Independent Component Analysis, ICA）を適用することにより、脳信号と生理信号を分離する（特許文献３参照）。このように、光検出器１０４で検出された生体信号から脳信号と生理信号を抽出することで、被検体の脳信号と生理信号とを計測する。
【００２８】
従来は、頭部の浅い部位（皮膚）の皮膚血流に関する信号成分は、雑音として扱われていたが、本発明に係る技術では、皮膚血流変動、特に顔面の皮膚血流変動には、種々の生理反応、例えば情動に関連した反応を含むため、生理信号として検出するようにしている。
【００２９】
このように、被検体である対象者には脳信号の他、生理信号として被検体の状態を表示することで、脳活動の他、生理信号として抽出される情動に関する生理的活動も同時にフィードバックすることができる。
【００３０】
演算部１０７と、記憶部１０９は一般のパーソナルコンピュータＰＣの構成を用いて実現できる。ＰＣの中央処理装置（ＣＰＵ）は、刺激呈示部１０７ａ、計測制御部１０７ｂ、解析部１０７ｃの機能を、記憶部１０９に格納されたソフトウェアによって実現する。つまり、中央処理装置が記憶部１０９に格納されたソフトウェアをメモリに読み出し、実行することにより、図１に機能的に示された演算部１０７の各種機能を実現する。尚、これら刺激呈示部１０７ａ、計測制御部１０７ｂ、解析部１０７ｃの機能は、ソフトウェアとして実現することの他、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の専用ハードウェアによっても実現することができる。
【００３１】
上記の概略構成において、実施例１における生体光解析装置は、計測部１０６からの光の強度信号に基づき、解析部１０７ｃにおいて、被検体８００の脳信号と生理信号に分離する。
【００３２】
分離された脳信号と生理信号の計測値は、図２に示す通り、表示部１０８で表示される。表示部１０８では、脳信号を示す軸と生理信号を示す軸で構成されるグラフ上に、脳信号と生理信号の計測値がプロット２０１とされる。例えば、図２に示す通り、横軸に脳信号の振幅の大きさ、縦軸に生理信号の振幅の大きさとして表示されるため、被検体８００は、脳信号を大きく変化させたいときは横軸の右方向へ、生理信号を大きくさせたいときは縦軸の上方向へ向けるよう意識することが可能であり、被検体８００にそのような意識づけをサポートすることが可能である。
【実施例２】
【００３３】
実施例２の生体光計測装置は、図１に示した実施例１と同様の概略構成を有しており、実施例１に記載および図２にて図示したプロット２０１は、図３に示したように時々刻々と変化する脳信号と生理信号の計測値をリアルタイムに表示可能である。
【００３４】
例えば、実施例２における生体光計測装置が、１０Ｈｚサンプリングにて計測点１０５の光の強度信号をサンプリングし、かつ解析部１０７ｃが分離し出力する脳信号と生理信号が同じく１０Ｈｚで送信する場合、図３に示す通り、０．１秒ごとにプロット２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃと座標を移動してプロットすることが可能である。また、その時点の最新プロット２０１だけでなく、過去プロット２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃを履歴として残して表示することも可能である。履歴を表示することにより、被検体８００に対し、自身の意識によって脳信号と生理信号の計測値がどのように変化したかを認識させることが可能である。過去の履歴の表示においては、過去データを間引いて表示させることも可能である。例えば、計測点１０５が１０Ｈｚサンプリングであっても、解析部１０７ｃによって分離される脳信号と生理信号を１秒ごとに平均したものを算出することにより、表示部１０８上では、１秒ごとのプロットとして表示させることも可能である。また、履歴すべてを表示させることも可能であるが、最新５秒間、１０秒間、２０秒間等、所定の時間の履歴を表示しそれ以前の過去プロットを随時非表示とすることも可能である。
【００３５】
実施例２については、図１１に示す処理フローによって実現可能である。
【００３６】
ステップ３０１で生体光計測を開始する。具体的には、計測制御部１０７ｂが計測部の光源１０３に光源駆動信号を供給し、光検出器１０４が光の強度の検出を開始する。また、表示部１０８によって、被検体８００に刺激を呈示する場合には、演算部１０７の刺激呈示部１０７ａが記憶部１０９に格納された課題呈示のメニューを読み出す。
【００３７】
ステップ３０２で、被検体８００の生体信号を取得する。表示部１０８によって、被検体８００に刺激を呈示する場合には、記憶部１０９に格納されたメニューを刺激呈示部１０７ａが読み出し、表示部１０８に送信する。表示部１０８を被検体８００が見ている状態で、計測部１０６の光検出器１０４ａ、１０４ｂにより、被検体８００の生体信号を取得する。
【００３８】
ステップ３０３で、解析部１０７ｃは、計測部１０６で取得された生体信号を、脳信号と生理信号に分離する。具体的には、頭部の深い部位と浅い部位の信号成分を検出する光検出器１０４ａの信号と、頭部の浅い部位（主に皮膚）の信号成分を検出する光検出器１０４ｂの信号成分を用い、実施例１に記載の種々の計算方法により、頭部の深い部位の信号成分、即ち、脳信号と、頭部の浅い部位（皮膚）、即ち、生理信号、を抽出する。
【００３９】
ステップ３０４で、解析部１０７ｃは、ステップ３０３で抽出した、脳信号と生理信号の計測値を表示部１０８に送信する。表示部１０８では解析部１０７ｃから送信された信号に基づいて脳信号と生理信号を軸に、例えば、図２、３に示したようにグラフ上に表示する。
【００４０】
ステップ３０５で、被検体８００からの終了の入力を入力装置１１０によって受け付けると、ステップ３０６に進み、計測を終了する。終了の入力がない場合には、ステップ３０２に戻り、計測制御部１０７ｂは計測部１０６から光検出器１０４ａ、１０４ｂの検出信号を入力する。
【００４１】
実施例２によれば、被検体である対象者には脳信号の他、生理信号として被検体の状態を表示することで、脳活動の他、情動に関する生理的活動も同時にフィードバックすることができる。
【実施例３】
【００４２】
実施例３の生体光計測装置は、実施例１及び２と同様、図１に示した概略構成を有する。実施例３では、目標レンジ２０２の設定を行う。目標レンジは入力装置１１０によって入力され、図４に示すように、目標レンジ２０２を表示する。
【００４３】
被検体８００が実施するトレーニングまたはフィードバックにおいて、被検体８００が目指すべき範囲を設定できるので、このプロット２０１がこの目標レンジ２０２の範囲に入るようサポートすることが可能である。
【００４４】
実施例３については、図１２に示す処理フローによって実現可能である。
【００４５】
ステップ３０１１で、入力装置１１０から目標レンジの設定入力を受け付ける。ステップ３０１２において、ステップ３０１１で入力された目標レンジは解析部１０７ｃに入力され、解析部１０７ｃからの信号に基づいて表示部１０８に目標レンジを表示する。
【００４６】
図１２におけるステップ３０１等、図１１と同様の符号が付してあるステップは同様の処理を行うものであるため、説明は省略する。ステップ３０５ｂでは、ステップ３０５で計測終了の入力があった場合、脳信号と生理信号の計測値が目標レンジ２０２に到達したかを判定し、計測あるいはフィードバックを終了する。図１２では、ステップ３０５ｂはステップ３０５の後に実行することとしたが、ステップ３０５をスキップして、目標レンジに到達した場合に計測終了とすることも、ステップ３０５ｂとステップ３０５の順を入れ替えることもできる。尚、ステップ３０５ｂの目標達成判定には、目標レンジに到達した回数や時間、或いは回数と時間の双方の閾値に基づいて判定する。閾値は、ステップ３０１１で入力される目標レンジと共に入力されることの他、目標レンジと対応させて予め記憶部１０９に記憶させておき、目標レンジの入力に応じて、解析部１０７ｃが閾値を読み出して判定の閾値としても良い。
【実施例４】
【００４７】
実施例４の生体光計測装置は、実施例１から３と同様、図１に示した概略構成を有する。
【００４８】
実施例４に記載の目標レンジ２０２については、図４のように円形あるいは楕円形の設定に限らない。例えば、図５に示すように、例えば、集中力を上げたい場合、生理信号の大きさによらず、脳信号だけで目指すべき範囲である目標レンジ２０２ａを設定することが可能である。
【００４９】
同じく、図６に示すように、例えば、リラックスした状態としたい場合、脳信号の大きさによらず、生理信号だけで目指すべき範囲である目標レンジ２０２ｂを設定することが可能である。同様に、被検体の目標値として脳信号と生理信号それぞれの関係性で示される、図７に図示する目標レンジ２０２ｃや、図８に図示する目標レンジ２０２ｄなどを設定することが可能である。
【実施例５】
【００５０】
実施例５の生体光計測装置は、図１に示した概略構成を有しており、実施例３および実施例４において、プロット２０１と目標レンジ２０２の間の距離を示すことが可能である。図９は、表示部１０８上のプロット２０１と目標レンジ２０２の間の直線距離である距離２０３を示す。
【００５１】
実施例５によれば、距離２０３により、被検体８００に対し、自身の脳信号と生理信号が目標レンジに対し、どの程度の距離であるかを可視化して示すことが可能となり、被検体８００のトレーニングについて意識づけすることができる。
【実施例６】
【００５２】
実施例６の生体光計測装置は、図１に示した概略構成を有しており、表示部１０８上に示すプロット２０１と目標レンジ２０２の間の距離について、図１０に示すように、脳信号の軸（横軸）の成分である距離２０３ａと、生理信号の軸（縦軸）の成分である距離２０３ｂとに分解して表示することが可能である。
【００５３】
実施例６によれば、被検体８００に対し、自身の脳信号と生理信号を独立して目標レンジ２０２に近づけることができるよう意識づけを与えることが可能である。
【実施例７】
【００５４】
実施例７の生体光計測装置は、図１に示した概略構成を有しており、目標レンジ２０２を、被検体８００の入力を入力装置１１０によって受け付けるだけでなく、トレーニングメニューに応じて自動設定することが可能である。
【００５５】
図１３はその一連の処理フローを示したものである。図１３におけるステップ３０１等、図１１と同様の符号が付してあるステップは同様の処理を行うものであり、説明は省略する。ステップ３０１３では、被検体８００が実施したいトレーニングメニュー、例えば、集中力を高める、などの入力を入力装置１１０から受け付ける。ステップ３０１４において、解析部１０７ｃは、そのトレーニングメニューに適した目標レンジを、記憶部１０９にあらかじめ保存されている目標レンジテーブル５０１（図１５参照）から読み出し、解析部１０７ｃに設定すると共に、表示部１０８に表示する。以降の処理については、実施例３や他の実施例と同様に、脳信号と生理信号をフィードバックすることが可能である。
【００５６】
実施例７によれば、被検体等によって、選択されたメニューに応じて、脳信号と生理信号の目標レンジを自動で設定でき、被検体に対して脳信号と生理信号をフィードバックすることが可能である。目標到達によりトレーニングを終了するので、被検体に目標到達のモチベーションを持たせることができる。
【実施例８】
【００５７】
実施例８の生体光計測装置は、図１に示した概略構成を有しており、図１４に示すように、被検体８００およびトレーニングメニューに適した表示レンジを調整することが可能である。図１４におけるステップ３０１等、図１１と同様の符号が付してあるステップは同様の処理を行うものであり、説明は省略する。ここで、実施例８の説明においては、実施例７と同様に、ステップ３０１３におけるトレーニングメニューの入力受付、およびステップ３０１４における目標レンジの自動設定がなされることを前提としている。ステップ３０１５において、事前タスクを表示部１０８に呈示するとともに、その事前タスクの実施前から実施中、および実施後に至る脳信号と生理信号の変化を解析部１０７ｃにて解析することにより、当該トレーニングメニューに関連する脳信号と生理信号の振幅の上限や下限を算出する。ステップ３０１６において、解析部１０７ｃは、表示部１０８に表示する表示レンジを最適化する。例えば、脳信号（横軸）について、事前タスクにおける脳活動の下限が０．０、目標レンジ２０２が０．７−０．８である一方、生理信号の下限が０．０１、目標レンジが０．０３−０．０４である場合、横軸の表示レンジ「０．０−１．０」、縦軸の表示レンジ「０．００−０．０３」などに最適化する。このように、各軸が示す数値に適した表示レンジを適用することにより、被検体８００が目標レンジに向けて意識づけしやすくなることをサポートするよう、表示レンジを最適化する。
【００５８】
図１６は、図１２の処理フローに対し、ステップ３０１とステップ３０２の間にタスク表示開始のステップ３０１９を追加したものである。
【００５９】
ステップ３０１３で、入力装置１１０から目標レンジの設定入力を受け付ける。
【００６０】
ステップ３０１４において、ステップ３０１３で入力された目標レンジは解析部１０７ｃに入力され、解析部１０７ｃからの信号に基づいて表示部１０８に目標レンジを表示する。ステップ３０１４において、解析部１０７ｃは、そのトレーニングメニューに適した目標レンジを、記憶部１０９にあらかじめ保存されている目標レンジテーブル５０１（図１５参照）から読み出し、解析部１０７ｃに設定すると共に、表示部１０８に表示する。
【００６１】
３０１で、生体光計測を開始する。ステップ３０１５において、ステップ３０１３で入力されたメニューに応じたタスクを、解析部１０７ｃが記憶部１０９から読み出す、表示部１０８にタスクを表示する。尚、メニューとタスクは図１５の課題テーブル５０２のように対応して記憶されている。例えば、「集中力を高める」というメニューに対しては、タスクの内容として暗算が記憶されており、暗算問題を表示部１０８に表示するよう演算部１０７（刺激呈示部１０７ａ）が制御する。また、「心を落ち着かせる」というメニューに対しては、タスクの内容として蝋燭が、「成功イメージを持つ」というメニューに対しては、タスクの内容として燃える炎が、対応して記憶されている。選択されたメニューに対し、メニューに対応するタスクの内容を表示部１０８に表示すると共に、解析部１０７ｃに対して、脳活動、生理活動の目標レンジを設定し、ステップ３０５ｂの目標到達判定の判断基準となる。
【００６２】
実施例８によれば、被検体等によって、選択されたメニューに応じて、タスクと脳信号と生理信号の目標レンジを自動で設定でき、被検体に対して脳信号と生理信号をフィードバックすることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
101:光照射部、102a、102b:受光部、103:光源、104a、104b:検出器、105:計測点、106:計測部、107:演算部、107a:刺激呈示部、107b:計測制御部、107c:解析部、108:表示部、109:記憶部、110:入力装置、201:表示部108上に示された脳信号と生理信号のプロット(点)、201a、201b、201c:プロット201の過去プロット、202:目標レンジ、202a、202b、202c、202d:目標レンジ、203:プロット201と目標レンジ202の距離、203a:距離203の横軸方向の長さ成分、203b:距離203の縦軸方向の長さ成分、501:目標レンジテーブル、502:課題テーブル、800:被検体、900:光ファイバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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