(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援システムであって、
前記ホルダの被験者の頭部への装着状況を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像および被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像を表示する表示部と、
前記撮像部の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出し、前記第１基準部位を示す表示を前記撮像画像に付与するとともに、前記第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された前記撮像画像および前記参照画像を前記表示部に表示させる制御部とを備える、ホルダ装着支援システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記撮像画像と前記参照画像との前記第１基準部位の検出結果に少なくとも基づいて、前記参照画像におけるホルダ装着位置と、前記撮像画像の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出して通知するように構成されている、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記撮像画像から前記ホルダの第２基準部位を検出して、前記撮像画像および前記参照画像のそれぞれの前記第１基準部位および前記第２基準部位の検出結果に基づいて、前記参照画像におけるホルダ装着位置と、前記撮像画像の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出するように構成されている、請求項２に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記参照画像におけるホルダ装着位置と、前記撮像画像の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出した場合に、ホルダ装着位置が許容範囲内にある状態の前記撮像画像および前記ホルダの装着状況を保存するように構成されている、請求項２に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項５】
前記ホルダの装着状況は、前記撮像画像の撮像日時と、前記第１基準部位に基づく被験者の顔の向きに関する情報、および、被験者の顔と装着された前記ホルダとの相対位置に関する情報のいずれかとを少なくとも含む、請求項４に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項６】
操作入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力部への操作入力に基づいて、前記ホルダの装着完了時の被験者の前記撮像画像を保存するように構成されている、請求項４に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記撮像画像および前記参照画像のそれぞれの前記第１基準部位の検出位置に基づいて、前記撮像画像と前記参照画像との被験者の顔の位置ずれを検出して、前記位置ずれが小さくなる方向を通知するように構成されている、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項８】
前記制御部は、被験者の顔についての直交する３軸回りの各方向の前記位置ずれを検出するように構成されている、請求項７に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項９】
前記制御部は、さらに前記撮像部と被験者の顔との間の距離の前記位置ずれを検出するように構成されている、請求項８に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１０】
前記第１基準部位は、被験者の顔の目、口、鼻、眉骨および顎、の少なくともいずれかの部位を含む、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１１】
前記第１基準部位は、被験者の目を含み、
前記第１基準部位を示す表示は、被験者の両目を通る直線を含む、請求項１０に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１２】
前記第１基準部位は、被験者の鼻をさらに含み、
前記第１基準部位を示す表示は、被験者の鼻と、被験者の両目の中点とを通る直線をさらに含む、請求項１０に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１３】
前記第１基準部位は、被験者の眉骨および顎の少なくとも一方を含み、
前記第１基準部位を示す表示は、被験者の眉骨に沿った曲線、および、被験者の顎の輪郭に沿った曲線の少なくとも一方を含む、請求項１０に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１４】
前記制御部は、前記撮像画像から前記ホルダの第２基準部位を検出して、前記撮像画像および前記参照画像のそれぞれに、前記第１基準部位を示す表示とともに前記第２基準部位を示す表示を付与するように構成されている、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１５】
前記第２基準部位を示す表示は、前記撮像画像および前記参照画像上に重ねて付された前記第２基準部位を通る直線を含む、請求項１４に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１６】
前記制御部は、前記撮像画像および前記参照画像に対して、被験者が写る領域以外の背景部分を表示しないようにする非表示処理を行うように構成されている、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１７】
前記撮像部は、被験者の頭部全体を含む頭部よりも広い撮像範囲で前記撮像画像を取得するように構成され、
前記制御部は、前記撮像画像から被験者の頭部および前記ホルダが写る領域を拡大して前記表示部に表示させるように構成されている、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１８】
前記制御部は、前記参照画像および前記撮像画像を左右反転させて前記表示部に表示させるように構成されている、請求項１に記載のホルダ装着支援システム。
【請求項１９】
脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援装置であって、
前記ホルダの被験者の頭部への装着状況を撮像する撮像装置の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像装置の撮像画像および被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像を表示装置に出力する画像出力部と、
前記撮像装置の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出し、前記第１基準部位を示す表示を前記撮像画像に付与するとともに、前記第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された前記撮像画像および前記参照画像を前記画像出力部に出力させる制御部とを備える、ホルダ装着支援装置。
【請求項２０】
脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援方法であって、
前記ホルダの被験者の頭部への装着状況を撮像するステップと、
前記ホルダの装着状況の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出するステップと、
前記第１基準部位を示す表示を前記撮像画像に付与するステップと、
前記撮像画像と、被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像とを、前記第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された状態で表示するステップとを備える、ホルダ装着支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホルダ装着支援システム、ホルダ装着支援装置およびホルダ装着支援方法に関し、特に、脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援システム、ホルダ装着支援装置およびホルダ装着支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定用端子を取り付けるためのホルダを被験者の頭部へ装着して脳機能計測を行う脳機能計測装置が知られている。このような脳機能計測装置は、たとえば、特開２００５−３４９０２７号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２００５−３４９０２７号公報に開示されている脳機能計測装置は、被験者の頭部に装着されたホルダに送光用端子および受光用端子を取り付け、光ファイバケーブルを介して脳機能計測装置から計測光の出力を行うとともに、脳内で反射（散乱）された計測光の受光を行うように構成されている。このような脳機能計測装置は、光学計測結果から被験者の脳の血流分布を取得することにより、脳機能を非侵襲で計測する手段として利用され、特に脳科学に関わる研究機関や、医療機関（たとえば脳外科、精神外科およびリハビリテーション科など）などで用いられている。【０００４】
たとえばリハビリテーションの経過観察や一定期間にわたる研究などで脳機能計測を継続的に行う場合、被験者は、定期的（たとえば１日１回）にホルダを装着することになる。その場合には、計測条件を同一にするため、毎回の計測時の頭部へのホルダ装着位置を、脳の測定部位に合わせて設定された所定位置に位置合わせする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４９０２７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、頭部形状や頭部の大きさには個人差があり、頭髪もホルダ装着の邪魔になることから、毎回の脳機能計測の際に、頭部へのホルダ装着位置を再現性高く位置合わせすることが困難であるという課題があり、ホルダ装着（位置合わせ）をより容易化することが望まれている。特に所定頻度（１日１回など）での計測を長期にわたって継続する場合には、脳機能計測に伴うホルダ装着作業の容易化が非常に重要となる。また、脳機能計測は、医療機関や研究機関で実施され、被験者以外の介助者などによって被験者へのホルダ装着が行われる場合が多い一方、医療および研究の多様化に伴い、たとえば在宅でのリハビリテーションなどで、被験者自身によってホルダの装着および脳機能計測を実施することを可能とすることへのニーズも増えつつあり、被験者自身でも容易に装着可能なホルダ形状等も検討されている。そのため、介助者などによってホルダ装着を行う場合のみならず、被験者自身によってホルダの装着を行う場合でも、容易にホルダ装着（位置合わせ）を行えるようにすることが望まれている。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、脳機能計測の際のホルダの位置合わせを容易化することが可能なホルダ装着支援システム、ホルダ装着支援装置およびホルダ装着支援方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるホルダ装着支援システムは、脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援システムであって、ホルダの被験者の頭部への装着状況を撮像する撮像部と、撮像部の撮像画像および被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像を表示する表示部と、撮像部の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出し、第１基準部位を示す表示を撮像画像に付与するとともに、第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された撮像画像および参照画像を表示部に表示させる制御部とを備える。【０００９】
この発明の第１の局面によるホルダ装着支援システムでは、上記のように、撮像部の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出し、第１基準部位を示す表示を撮像画像に付与するとともに、第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された撮像画像および参照画像を表示部に表示させる制御部を設けることによって、ホルダ装着の際に、撮像部により撮像された現在の撮像画像と適正なホルダ装着位置を示す参照画像とを表示画面上で見比べながら、撮像画像および参照画像のそれぞれの第１基準部位を示す表示を目印にして、ホルダの位置合わせを行うことができる。すなわち、被験者の顔の第１基準部位を示す表示を手がかりにすることで、撮像画像における顔の位置や向きを容易に参照画像に合わせることができるので、容易に、精度よくホルダの位置合わせを行うことができる。これにより、本発明によれば脳機能計測の際のホルダの位置合わせを容易化することができる。【００１０】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、制御部は、撮像画像と参照画像との第１基準部位の検出結果に少なくとも基づいて、参照画像におけるホルダ装着位置と、撮像画像の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出して通知するように構成されている。このように構成すれば、単純に撮像画像と参照画像とを見比べるだけでなく、画像認識（第１基準部位の検出結果）によってホルダが適正位置に位置合わせできたか否かを客観的に判断することができるので、装着作業者（介助者または被験者自身）の主観によらずに再現性の高い位置合わせを行うことができる。【００１１】
この場合において、好ましくは、制御部は、撮像画像からホルダの第２基準部位を検出して、撮像画像および参照画像のそれぞれの第１基準部位および第２基準部位の検出結果に基づいて、参照画像におけるホルダ装着位置と、撮像画像の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出するように構成されている。このように構成すれば、被験者の顔の第１基準部位のみならず、ホルダの第２基準部位にも基づいてホルダが適正位置に位置合わせできたか否か判定することができるので、ホルダの位置合わせをより精度よく行うことができる。【００１２】
上記制御部が参照画像におけるホルダ装着位置と、撮像画像のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出して通知する構成において、好ましくは、制御部は、参照画像におけるホルダ装着位置と、撮像画像の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出した場合に、ホルダ装着位置が許容範囲内にある状態の撮像画像およびホルダの装着状況を保存するように構成されている。このように構成すれば、毎回の脳機能計測の際のホルダの装着位置や装着状況を後から確認することができる。そのため、たとえば計測結果に異常が見られた場合などに、ホルダが適正に装着されていたか否かを検証することができ、計測結果の信頼性を高めることができるので、システムの利便性を高めることができる。【００１３】
この場合において、好ましくは、ホルダの装着状況は、撮像画像の撮像日時と、第１基準部位に基づく被験者の顔の向きに関する情報、および、被験者の顔と装着されたホルダとの相対位置に関する情報のいずれかとを少なくとも含む。このように構成すれば、ホルダ装着時の撮像画像だけでなく、被験者の顔の向きや、顔とホルダとの相対位置などを撮像画像の撮像日時ととともに保存しておくことができるので、ホルダが適正に装着されていたか否かの検証をさらに容易化し、システムの利便性をさらに高めることができる。【００１４】
上記制御部がホルダ装着位置が許容範囲内にある状態の撮像画像およびホルダの装着状況を保存する構成において、好ましくは、操作入力を受け付ける入力部をさらに備え、制御部は、入力部への操作入力に基づいて、ホルダの装着完了時の被験者の撮像画像を保存するように構成されている。このように構成すれば、撮像画像の保存の際に操作入力を伴うので、被験者自身または介助者がホルダの位置合わせが完了したことを確認した上で撮像画像を保存することができ、撮像画像の保存後にホルダを動かしてしまうことも防ぐことができる。【００１５】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、制御部は、撮像画像および参照画像のそれぞれの第１基準部位の検出位置に基づいて、撮像画像と参照画像との被験者の顔の位置ずれを検出して、位置ずれが小さくなる方向を通知するように構成されている。このように構成すれば、位置ずれが小さくなる方向の通知に基づいて顔の向きや位置を参照画像に合わせることができるので、ホルダの位置合わせをさらに容易に行うことができる。【００１６】
この場合において、好ましくは、制御部は、被験者の顔についての直交する３軸回りの各方向の位置ずれを検出するように構成されている。このように構成すれば、撮像画像に写る被験者の顔の向きを精度よく参照画像に写った状態に近づけることができる。【００１７】
上記制御部が被験者の顔についての直交する３軸回りの各方向の位置ずれを検出する構成において、好ましくは、制御部は、さらに撮像部と被験者の顔との間の距離の位置ずれを検出するように構成されている。このように構成すれば、撮像画像の奥行き方向の位置も容易に参照画像に合わせることができる。【００１８】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、第１基準部位は、被験者の顔の目、口、鼻、眉骨および顎、の少なくともいずれかの部位を含む。このように顔の目立つ特徴部分を第１基準部位として検出することにより、安定して精度よく第１基準部位を検出することができるとともに、第１基準部位を示す表示を位置合わせの際の有用な手がかりとすることができる。【００１９】
この場合において、好ましくは、第１基準部位は、被験者の目を含み、第１基準部位を示す表示は、被験者の両目を結ぶ直線を含む。このように構成すれば、画像中の両目の高さ位置を合わせることで、撮像画像に写る被験者の顔の位置を容易に参照画像に合わせることができる。また、第１基準部位を示す表示が横方向の直線となるので、顔の傾きも容易に認識することができる。これにより、撮像画像中の顔の位置合わせを容易に行うことができる。【００２０】
上記第１基準部位が被験者の顔の目、口、鼻、眉骨および顎、の少なくともいずれかの部位を含む構成において、好ましくは、第１基準部位は、被験者の鼻をさらに含み、第１基準部位を示す表示は、被験者の鼻と、被験者の両目の中点とを通る直線をさらに含む。このように構成すれば、第１基準部位を示す表示が顔の中心を通る上下に延びる直線となるので、撮像画像中の顔とホルダとの中心を容易に位置合わせすることができるようになる。【００２１】
上記第１基準部位が被験者の顔の目、口、鼻、眉骨および顎、の少なくともいずれかの部位を含む構成において、好ましくは、第１基準部位は、被験者の眉骨および顎の少なくとも一方を含み、第１基準部位を示す表示は、被験者の眉骨に沿った曲線、および、被験者の顎の輪郭に沿った曲線の少なくとも一方を含む。このように構成すれば、特徴的な顔形状に沿った曲線状の表示が撮像画像および参照画像に付与されるので、この第１基準部位を示す曲線表示を手がかりに、撮像画像中の顔の位置合わせを容易に行うことができる。【００２２】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、制御部は、撮像画像からホルダの第２基準部位を検出して、撮像画像および参照画像のそれぞれに、第１基準部位を示す表示とともに第２基準部位を示す表示を付与するように構成されている。このように構成すれば、被験者の第１基準部位を示す表示と、ホルダの第２基準部位を示す表示とのそれぞれから、被験者の頭部（顔）とホルダとの相対位置を容易に確認することができ、撮像画像中の顔とホルダとの位置合わせをさらに容易化することができる。【００２３】
この場合において、好ましくは、第２基準部位を示す表示は、撮像画像および参照画像上に重ねて付された第２基準部位を通る直線を含む。このように構成すれば、撮像画像からホルダの第２基準部位の位置を容易に把握することができるとともに、直線の傾きからホルダの傾きも容易に把握することができる。これにより、撮像画像中のホルダの位置合わせをより一層容易化することができる。【００２４】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、制御部は、撮像画像および参照画像に対して、被験者が写る領域以外の背景部分を表示しないようにする非表示処理を行うように構成されている。このように構成すれば、撮像画像および参照画像中の被験者の頭部およびホルダを把握しやすくすることができるので、ホルダの位置合わせを容易化することができる。【００２５】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、撮像部は、被験者の頭部全体を含む頭部よりも広い撮像範囲で撮像画像を取得するように構成され、制御部は、撮像画像から被験者の頭部およびホルダが写る領域を拡大して表示部に表示させるように構成されている。このように構成すれば、撮像部の撮像範囲から被験者がはみ出てしまうような状態を抑制することができる。そして、その場合にも表示部の表示画面上では参照画像と同じサイズで撮像画像を表示することができる。【００２６】
上記第１の局面によるホルダ装着支援システムにおいて、好ましくは、制御部は、参照画像および撮像画像を左右反転させて表示部に表示させるように構成されている。このように構成すれば、参照画像および撮像画像を見比べながらホルダを装着する際に、鏡を見て装着するのと同じ感覚で装着作業を行うことができる。そのため、たとえばホルダ装着に不慣れな被験者が自分でホルダを装着する場合でも、ホルダ装着を容易に行うことができる。【００２７】
この発明の第２の局面におけるホルダ装着支援装置は、脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援装置であって、ホルダの被験者の頭部への装着状況を撮像する撮像装置の撮像画像を取得する画像取得部と、撮像装置の撮像画像および被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像を表示装置に出力する画像出力部と、撮像装置の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出し、第１基準部位を示す表示を撮像画像に付与するとともに、第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された撮像画像および参照画像を画像出力部に出力させる制御部とを備える。【００２８】
この発明の第２の局面によるホルダ装着支援装置では、上記のように、撮像装置の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出し、第１基準部位を示す表示を撮像画像に付与するとともに、第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された撮像画像および参照画像を画像出力部に出力させる制御部を設けることによって、ホルダ装着の際に、撮像部により撮像された現在の撮像画像と適正なホルダ装着位置を示す参照画像とを表示画面上で見比べながら、撮像画像および参照画像のそれぞれの第１基準部位を示す表示を目印にして、ホルダの位置合わせを行うことができる。すなわち、被験者の顔の第１基準部位を示す表示を手がかりにすることで、撮像画像における顔の位置や向きを容易に参照画像に合わせることができるので、容易に、精度よくホルダの位置合わせを行うことができる。これにより、本発明によれば脳機能計測の際のホルダの位置合わせを容易化することができる。【００２９】
この発明の第３の局面におけるホルダ装着支援方法は、脳機能計測装置の測定用端子を取り付けるためのホルダの被験者の頭部への装着を支援するホルダ装着支援方法であって、ホルダの被験者の頭部への装着状況を撮像するステップと、ホルダの装着状況の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出するステップと、第１基準部位を示す表示を撮像画像に付与するステップと、撮像画像と、被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像とを、第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された状態で表示するステップとを備える。【００３０】
この発明の第３の局面によるホルダ装着支援方法では、上記のように、ホルダの装着状況の撮像画像から少なくとも被験者の顔の第１基準部位を検出するステップと、第１基準部位を示す表示を撮像画像に付与するステップと、撮像画像と、被験者の適正なホルダ装着位置を示すための参照画像とを、第１基準部位を示す表示がそれぞれ付与された状態で表示するステップとを設けることによって、ホルダ装着の際に、撮像された現在の撮像画像と適正なホルダ装着位置を示す参照画像とを表示画面上で見比べながら、撮像画像および参照画像のそれぞれの第１基準部位を示す表示を目印にして、ホルダの位置合わせを行うことができる。すなわち、被験者の顔の第１基準部位を示す表示を手がかりにすることで、撮像画像における顔の位置や向きを容易に参照画像に合わせることができるので、容易に、精度よくホルダの位置合わせを行うことができる。これにより、本発明によれば脳機能計測の際のホルダの位置合わせを容易化することができる。
【発明の効果】
【００３１】
上記のように、本発明によれば、脳機能計測の際のホルダの位置合わせを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態によるホルダ装着支援システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるホルダ装着支援システムの表示画面の一例を示す模式図である。
【図３】被験者に装着されるホルダの一例を示した斜視図である。
【図４】図３に示したホルダの上面図である。
【図５】光計測装置の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明の第１〜第４実施形態によるホルダ装着支援システムの構成を示すブロック図である。
【図７】ランドマークを示す表示の第１の例を示した模式図である。
【図８】ランドマークを示す表示の第２の例を示した模式図である。
【図９】ランドマークを示す表示の第３の例を示した模式図である。
【図１０】撮像画像から取得されるランドマークおよび特徴量を説明するための頭部の模式図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるホルダ装着支援システムの制御部による制御処理を説明するためのフロー図である。
【図１２】図１１のランドマーク、特徴量の検出ルーチン（サブルーチン）を示したフロー図である。
【図１３】図１１のナビゲーション機能ルーチン（サブルーチン）を示したフロー図である。
【図１４】図１１のランドマーク一致検出ルーチン（サブルーチン）を示したフロー図である。
【図１５】本発明の第２実施形態によるホルダ装着支援システムの表示画面の一例を示す模式図である。
【図１６】本発明の第３実施形態によるホルダ装着支援システムの撮像画像を説明するための模式図である。
【図１７】本発明の第４実施形態によるホルダ装着支援システムの表示画面の一例を示す模式図である。
【図１８】第１実施形態におけるランドマークを示す表示の第１変形例を示した模式図である。
【図１９】第１実施形態におけるランドマークを示す表示の第２変形例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態によるホルダ装着支援システム１００の全体構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、第１実施形態によるホルダ装着支援システム１００は、脳機能を計測する光計測装置１のプローブ（測定用端子）を取り付けるためのホルダ２の被験者の頭部への装着を支援するシステムである。図２に示すように、ホルダ装着支援システム１００は、撮像部２０（図１参照）により撮像された被験者の現在の撮像画像７１と、予め作成された適正なホルダ装着位置を示す参照画像７２とを表示部５０の表示画面５１に並べて表示するように構成されている。ホルダ装着支援システム１００は、これにより参照画像７２の適正なホルダ装着位置と撮像画像７１の現在のホルダ装着位置とを表示部５０の表示画面５１上で見比べながら、ホルダ２の位置合わせを行うことを可能とするものである。なお、光計測装置１は、本発明の「脳機能計測装置」の一例である。また、撮像部２０は、本発明の「撮像装置」の一例である。また、表示部５０は、本発明の「表示装置」、「入力装置」および「入力部」の一例である。
【００３６】
まず、光計測装置による計測の概要について説明する。光計測装置１は、近赤外光の波長領域の計測光を被験者の頭部表面上に配置した送光用のプローブ１ａから照射する。そして、被験者頭部を透過または頭内で反射した計測光を頭部表面上に配置した受光用のプローブ１ｂに入射させて検出することにより、計測光の強度（受光量）を取得する。なお、プローブ１ａおよび１ｂは、本発明の「測定用端子」の一例である。
【００３７】
ここで、脳活動を反映して、脳内のヘモグロビン量が活性化部位で増大すると、ヘモグロビンによる計測光の吸収量が活性化部位において増大する。このため、取得した計測光の強度に基づいて脳活動に伴うヘモグロビン量の変化を取得することが可能である。なお、ヘモグロビンは酸素と結合したオキシヘモグロビンと、酸素と結合していないデオキシヘモグロビンとに分けられ、互いに吸光特性が異なる。このため、吸光特性の相違を考慮した複数波長（たとえば、７８０ｎｍ、８０５ｎｍおよび８３０ｎｍの３波長）の計測光を用いて計測を行い、得られたそれぞれの波長の計測光の強度（受光量）に基づいて、各ヘモグロビン量およびヘモグロビン総量の算出が行われる。
【００３８】
この結果、プローブ１ｂに入射した計測光の強度（受光量）に基づいて脳活動に伴うヘモグロビン量の変化、すなわち血流量の変化や酸素代謝の活性化状態を非侵襲で取得することが可能である。光計測装置１は、複数のプローブ１ａおよび１ｂを用いて広い脳領域を複数点（計測チャンネル）で計測することにより、脳のどの領域がどのように活動しているかの２次元分布を取得することが可能となっている。
【００３９】
図３に示すように、プローブ１ａおよび１ｂは、光ファイバケーブル（以下、光ファイバという）３が接続された筒状部材であり、先端部で計測光を出射または入射させることが可能なように構成されている。これらのプローブ１ａおよび１ｂを頭部表面上の所定位置に固定するため、被験者の頭部には複数の取付孔２ｆを備えたプローブ固定用のホルダ２が装着される。送光用のプローブ１ａと受光用のプローブ１ｂとは、互いに隣接するように配置することによって、隣接する送光用のプローブ１ａと受光用のプローブ１ｂとの間に計測チャンネル（計測点）が形成される。
【００４０】
図３および図４に例示したホルダ２は、前側基幹部２ａから複数の枝状部２ｂが後方（後頭部側）に向けて延びた櫛状形状を有する。枝状部２ｂは、毛髪を掻き分けるために先端（後方）に向けて先細形状に形成されている。前側基幹部２ａは、上方から見て略直線状で、額の形状に合わせて湾曲した形状を有する。前側基幹部２ａの左右両端部２ｃは、それぞれ被験者の耳にかけることが可能なようになっている。また、ホルダ２は、伸縮性を有する樹脂材料などからなるバンド２ｄを有している。バンド２ｄは前側基幹部２ａの左右両端部２ｃの近傍を後方から接続し、装着時にホルダ２を被験者の頭部に固定する機能を果たしている。中央の枝状部２ｂに設けられた貫通孔からなる配置基準点２ｅを頭頂に位置合わせすることにより、他の枝状部２ｂに設けられた複数（合計８つ）の取付孔２ｆが所定の測定位置に配置される。この取付孔２ｆに１つずつプローブが取り付けられる。このホルダ２では、チャンネルＣ１〜Ｃ８（図４参照）の８つの計測チャンネルを形成することが可能である。ホルダ２の装着時には、枝状部２ｂの先端を被験者の額に沿って後方に移動させることにより、髪を掻き分けながら装着することができ、装着状態で前側基幹部２ａが被験者の額の上端部に、バンド２ｄが後頭部に配置される。これにより、櫛状のホルダ２は、装着後に頭髪を掻き分ける必要がなく、予めプローブ１ａおよび１ｂを取り付けた状態で、被験者自身が装着することが可能なように構成されている。なお、以下に示す各図では、ホルダ２の図示のため、被験者の頭髪を省略している。ホルダ２は、計測したい部位（前頭部、頭頂部、側頭部、後頭部など）に応じて、形状や取付孔２ｆの数および配置の異なる各種のタイプが存在する。
【００４１】
図５に示すように、光計測装置１は、光出力部１１と、光検出部１２と、計測制御部１３と、本体制御部１４と、通信部１５と、主記憶部１６とを備えている。また、光計測装置１は、本体部１０上に設置され本体部１０と接続された表示部１７および操作入力部１８（図１参照）と、本体部１０に光ファイバ３を介して接続されたプローブ１ａおよび１ｂとを備えている。
【００４２】
光出力部１１は、半導体レーザーを光源として備え、光ファイバ３を介して送光用のプローブ１ａに計測光を出力する。光検出部１２は、光電子増倍管を検出器として備え、受光用のプローブ１ｂに入射した計測光を光ファイバ３を介して取得し、検出する。計測制御部１３は、本体制御部１４により設定される計測条件に従って、光出力部１１および光検出部１２の動作制御（点灯および消灯や、検出）を行う。
【００４３】
本体制御部１４は、ＣＰＵやメモリなどから構成されるコンピュータ（ＰＣ）であり、主記憶部１６に格納された各種プログラムを実行することにより、光計測装置１の計測動作制御を実行する制御部として機能する。本体制御部１４は、計測開始、計測データの保存開始および計測停止の指示、計測条件の設定、計測時の同期制御や計測データの格納などの各種処理を行う。
【００４４】
通信部１５は、有線または無線の通信モジュールからなり、外部機器との間でデータ通信を行うことが可能である。主記憶部１６は、たとえばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）からなり、本体制御部１４が実行する各種プログラムを格納するととともに、計測の結果得られた計測データを記憶することが可能である。
【００４５】
以上により、光計測装置１が構成されている。第１実施形態では、ホルダ装着支援システム１００は、光計測装置１による脳機能計測のための被験者の頭部へのホルダ２の装着の際に、ホルダ２の位置合わせの支援を行う。
【００４６】
次に、ホルダ装着支援システム１００の構成について詳細に説明する。
【００４７】
図６に示すように、ホルダ装着支援システム１００は、撮像部２０と、情報処理装置３０と、入力部４０と、表示部５０と、記憶部６０とにより構成されている。なお、情報処理装置３０は、本発明の「ホルダ装着支援装置」の一例である。入力部４０は、本発明の「入力装置」の一例である。
【００４８】
撮像部２０は、情報処理装置３０に接続された１または複数台のカメラにより構成され、ホルダ２の被験者の頭部への装着状況を撮像する機能を有する。第１実施形態では、撮像部２０は、１台のカラービデオカメラからなり、撮像画像７１（カラー画像）を情報処理装置３０に出力する。図１に示すように、撮像部２０は、被験者の正面やや上方（斜め上）の位置に配置され、被験者の顔から頭頂近傍に渡る範囲を撮像可能となっている。撮像部２０の配置位置はこれに限られないが、撮像部２０は、少なくとも被験者の顔とホルダ２とが両方とも撮像可能な位置に配置されることが好ましい。複数のカメラにより撮像部２０を構成する場合には、被験者の正面斜め上のほか、たとえば被験者の正面側、側面側、背面側および上面側の１または複数箇所に配置することが好ましい。
【００４９】
情報処理装置３０は、ＣＰＵやメモリなどから構成されるコンピュータ（ＰＣ）であり、図１では、情報処理装置３０として、入力部４０、表示部５０および記憶部６０を一体的に備えた（内蔵した）ノートタイプのコンピュータを図示している。図６に示すように、情報処理装置３０は、ＣＰＵからなる制御部３１およびメモリ３２などのほか、撮像部２０との接続のための入出力部３３を備えている。情報処理装置３０は、入出力部３３を介して有線または無線により撮像部２０と接続される。
【００５０】
制御部３１は、記憶部６０に記憶されたプログラムを実行することによって、画像取得部３１ａ、ランドマーク検出部３１ｂ、ランドマーク表示部３１ｃ、ナビゲーション生成部３１ｄ、ランドマーク一致検出部３１ｅおよび画像出力部３１ｆとして機能する。これにより、情報処理装置３０は、ホルダ装着支援装置として機能するように構成されている。
【００５１】
画像取得部３１ａは、被験者のホルダ２の装着状況を撮像した撮像部２０の撮像画像７１を入出力部３３を介して取得する機能を有する。
【００５２】
ランドマーク検出部３１ｂは、撮像画像７１に対する画像認識処理を実行することによって、撮像画像７１から被験者の顔やホルダ２のランドマークを検出（抽出）する機能を有する。ランドマークは、ホルダ２の被験者の頭部への位置合わせの基準となる部位（位置基準）であり、公知の画像認識処理によって被験者の顔およびホルダ２のそれぞれについて取得することができる。図２に示すように、顔のランドマーク５としては、たとえば、目、鼻、口、顎（顎の輪郭線）、眉骨などがある。ホルダ２のランドマーク６は、ホルダ自体の特徴的な形状部分を検出してもよいし、ホルダ２に検出用のマーカー（目印）を設けてもよい。マーカーは、ホルダ２の所定部位に印刷または貼付してもよいし、たとえば検出用の突起部などをホルダ２に構造的に設けてもよい。なお、ランドマーク５および６は、それぞれ、本発明の「第１基準部位」および「第２基準部位」の一例である。
【００５３】
ランドマーク表示部３１ｃは、検出されたランドマークを示す表示を撮像画像７１および参照画像７２に重ねて付与する機能を有する。ランドマーク表示部３１ｃは、位置合わせを行う際にランドマーク位置を視覚的に認識しやすいように、ランドマーク位置を強調して表示するように構成されている。ここで、ランドマーク位置を示す強調表示の具体例を模式図を用いて示す。図７では、被験者の目をランドマーク５として検出し、被験者の両目を通る直線７３ａによりランドマーク５を強調表示している。また、図８では、被験者の鼻をランドマーク５として検出し、被験者の鼻と、両目の中点とを通る直線７３ｂによりランドマーク５を強調表示している。
【００５４】
なお、脳機能計測におけるプローブ配置は、国際１０−２０法に従って設定されることが多い。この国際１０−２０法では、鼻根と後頭結節とを結ぶ第１基準線と、左右の外耳孔（または耳介前点）を結ぶ第２基準線とを基準として、プローブ位置を決定するものである。頭部構造からわかるように、直線７３ａは、上記の第２基準線と近似した線となり、直線７３ｂは、第１基準線と近似した線となる。
【００５５】
次に、図９では、被験者の眉骨および顎をそれぞれランドマーク５として検出し、被験者の眉骨に沿った曲線７３ｃ、および、被験者の顎の輪郭に沿った曲線７３ｄによりランドマーク５を強調表示している。これらの線は、撮像画像７１に写る被験者の顔の位置（奥行き方向の位置、すなわち画像中の顔の大きさ）および向き（顎の引き具合など）を参照画像７２と一致させる際に有用となる。
【００５６】
また、図７に示したように、ホルダ２のマーカーをランドマーク６として検出することにより、ホルダ２側にも強調表示を付与することが可能である。図７では、ランドマーク表示部３１ｃは、ホルダ２の中央部のランドマーク６を通る直線７４によりランドマーク６を強調表示している。被験者の顔とホルダ２とにそれぞれランドマーク位置を示す強調表示を付与することにより、顔とホルダ２との相対位置を把握しやすくすることが可能である。また、図７のように被験者の顔の直線７３ａとホルダ２の直線７４とをそれぞれ（適正位置で）平行な直線とすることで、ホルダ２の傾きを容易に把握することが可能である。
【００５７】
第１実施形態では、ランドマーク表示部３１ｃは、これらの強調表示の１または複数を組み合わせて撮像画像７１および参照画像７２に重ねて付与することが可能である。図２では、直線７３ａ、７３ｂ、曲線７３ｃ、７３ｄおよびホルダ２の直線７４をすべて表示した例を示している。なお、図２では区別のため、曲線７３ｃおよび７３ｄを太い点線で示しているが、赤や緑、黄色などの認識しやすい色の連続した線などにより表示するのが好ましい。
【００５８】
図６に示すように、ナビゲーション生成部３１ｄは、検出したランドマーク位置に基づいて、撮像画像７１と参照画像７２との被験者の顔の位置ずれを検出して、位置ずれが小さくなる方向を通知（ナビゲーション）する機能を有する。第１実施形態では、ナビゲーション生成部３１ｄは、被験者の顔についての直交する３軸回りの各方向の位置ずれを検出する。すなわち、図１０に示すように、顔の前後方向、左右方向および上下方向に延びる直交３軸について、前後軸回りの回転方向（首を左右に傾ける方向）をロール方向φ、左右軸回りの回転方向（顎を上下させる方向）をピッチ方向θ、上下軸回りの回転方向（首を左右に旋回させる方向）をヨー方向ψとする。この場合、ナビゲーション生成部３１ｄは、ヨー、ピッチおよびロール方向の位置ずれを検出する。また、ナビゲーション生成部３１ｄは、撮像部２０と被験者の顔との間の距離の位置ずれを検出する。そして、ナビゲーション生成部３１ｄは、検出した位置ずれのうち最大のものについて位置ずれが小さくなる方向を示す方向表示７５（図２参照）を生成する。図２では、顔の向き（ピッチ方向）を上げる（顎を上げる）旨の指示（ＦＡＣＥ  ＵＰ）の表示例を示している。
【００５９】
図６に示すように、ランドマーク一致検出部３１ｅは、検出したランドマーク位置に基づいて、参照画像７２におけるホルダ装着位置と、撮像画像７１の現在のホルダ装着位置とが許容範囲内にあることを検出して通知する機能を有する。ランドマーク一致検出部３１ｅは、撮像画像７１の顔およびホルダ２のランドマーク（５、６）と、参照画像７２の顔およびホルダ２のランドマーク（５、６）とのそれぞれに基づいて、装着位置が許容範囲内にあることを検出する。具体的には、顔のロール方向（首を左右に傾げる方向）の向き、ホルダ２の傾き、および、顔とホルダ２との相対距離の特徴量を両画像のランドマーク位置に基づき算出して、これらの特徴量の差分（誤差量）がそれぞれ所定の許容範囲内にあることを検出する。撮像画像７１のホルダ装着位置が参照画像７２の装着位置に対して許容範囲内に収まる場合に、制御部３１は、ホルダ２が適正な装着位置に位置合わせされた（装着位置が両画像で一致した）と判断する。
【００６０】
画像出力部３１ｆは、撮像部２０から得られた撮像画像７１と、参照画像７２とを横に並べて表示部５０に出力し、両画像を表示画面５１に表示させる機能を有する。この際、画像出力部３１ｆは、図２に示すように、ランドマーク表示部３１ｃにより作成された強調表示（直線７３ａ、７３ｂ、曲線７３ｃ、７３ｄおよび直線７４）、および、ナビゲーション生成部３１ｄの方向表示７５を撮像画像７１上に重ねて出力するように構成されている。また、ランドマーク一致検出部３１ｅが許容範囲内に装着位置があることを検出した場合、画像出力部３１ｆは、調整完了ボタン７６の表示を表示部５０に出力することにより、その旨を被験者に通知するように構成されている。調整完了ボタン７６が入力されると、そのときの撮像画像７１が静止画として記憶部６０に保存されるとともに、撮像画像７１の保存時のホルダ２の装着状況が合わせて保存される。
【００６１】
ホルダ２の装着状況は、撮像画像７１の撮像日時と、ランドマーク５に基づく被験者の顔の向き（ヨー、ピッチおよびロール方向）に関する情報（特徴量）、および、被験者の顔と装着されたホルダ２との相対位置（相対距離）に関する情報（特徴量）などを含む。これらの情報と装着完了時の撮像画像７１とが、被験者と関連づけられて記憶部６０に保存される。
【００６２】
図６に示すように、記憶部６０は、たとえばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）からなり、制御部３１が実行する各種プログラムを格納する。また、記憶部６０には、予め作成された参照画像７２（図２参照）が保存されている。参照画像７２は、たとえば初回の脳機能計測の際に、国際１０−２０法に従って被験者の頭部を計測し、計測された適正位置にホルダ２を位置合わせして装着した状態で作成される画像である。この参照画像７２の作成は、医師や介助者などにより、ホルダ２の配置基準点２ｅ（図３参照）が被験者の頭頂に厳密に位置合わせされた状態で行われる。これにより、参照画像７２の作成後、２回目以降の脳機能計測の際には、ホルダ装着支援システム１００によって表示される参照画像７２を見本にして、被験者自身が単独でホルダ２の装着を行うことが可能となる。なお、参照画像７２の作成時に、制御部３１による参照画像７２のランドマーク検出も予め実行され、ランドマークの検出位置や、ランドマーク位置から算出される特徴量などが参照画像７２とともに記憶部６０に保存される。このため、参照画像７２に対する強調表示も、記憶部６０から読み出されたランドマークの検出位置に基づいて付与される。
【００６３】
表示部５０は、たとえば液晶表示装置であり、撮像部２０の撮像画像７１および参照画像７２を表示する機能を有する。また、入力部４０は、たとえばキーボードおよびマウスなどである。なお、表示部５０はタッチパネル機能を有し、被験者が表示画面に直接触れることでも、情報処理装置３０への入力操作が可能である。
【００６４】
次に、図２、図１０〜図１４を参照して、第１実施形態によるホルダ装着支援システム１００の制御部３１によるホルダ装着支援の制御処理について説明する。以下では、画像取得部３１ａ、ランドマーク検出部３１ｂ、ランドマーク表示部３１ｃ、ナビゲーション生成部３１ｄ、ランドマーク一致検出部３１ｅおよび画像出力部３１ｆによる各処理を一括して、制御部３１による処理として説明する。
【００６５】
図１１に示すように、ステップＳ１において、制御部３１は、入力部４０または表示部５０への操作入力に基づいて、ユーザ（被験者）の選択（ログイン）を受け付ける。そして、ステップＳ２において、制御部３１は、選択されたユーザと関連づけられた参照画像７２と、参照画像７２におけるランドマーク位置および特徴量を参照データとして記憶部６０から読み出す。続いて、ステップＳ３において、制御部３１は、撮像部２０から撮像画像７１を取得する。
【００６６】
ステップＳ４では、制御部３１は、ランドマークを検出し、ランドマーク検出結果に基づいて特徴量の算出を行う。ランドマークおよび特徴量の検出は、図１２に示すランドマーク、特徴量の検出ルーチン（サブルーチン）により実施される。ここでは、図１０に示すように、ホルダ２のマーカー（ランドマーク６）が３つの場合の例について説明する。
【００６７】
図１２に示すように、まず、制御部３１は、ステップＳ２１において、撮像画像７１（２次元画像）から顔の各領域（ランドマーク５）を検出する。制御部３１は、ここでは図１０に示すように、両目、鼻、顎、眉骨をランドマーク５として検出する。ランドマーク５の検出自体は、公知の顔認識技術によって行うことが可能である。
【００６８】
ステップＳ２２において、制御部３１は、顔の各領域の検出結果に基づき、撮像画像７１（図２参照）中で顔の領域が占める面積を算出する。そして、ステップＳ２３において、制御部３１は、顔の領域の重心位置（座標）を算出し、これを特徴量Ａ１とする。
【００６９】
ステップＳ２４において、制御部３１は、顔の各領域の検出結果に基づき、撮像画像７１中の両目および鼻の位置（２次元座標）を求め、これらの各座標を特徴量Ａ２とする。そして、制御部３１は、ステップＳ２５において、得られた両目および鼻の３点を結ぶ三角形Ｂ１（図１０参照）の面積を算出し、顔と撮像部２０との間の距離の特徴量Ａ３とする。また、ステップＳ２６において、制御部３１は、両目および鼻の３点を結ぶ三角形Ｂ１の重心を算出し、特徴量Ａ４とする。
【００７０】
次に、ステップＳ２７において、制御部３１は、撮像画像７１中の特徴量Ａ１（顔の重心位置）と特徴量Ａ４（三角形Ｂ１の重心位置）とのＸ座標差分を算出し、これをヨー方向の特徴量Ａ５とする。また、制御部３１は、ステップＳ２８において、撮像画像７１中の特徴量Ａ１（顔の重心位置）と特徴量Ａ４（三角形Ｂ１の重心位置）とのＹ座標差分を算出し、これをピッチ方向の特徴量Ａ６とする。また、制御部３１は、ステップＳ２９において、特徴量Ａ２（両目および鼻）の３点をそれぞれ結ぶ直線（図１０のＤｃ、Ｅｃ、Ｆｃ）の傾きの値を求め、これをロール方向の特徴量Ａ７とする。
【００７１】
次に、ステップＳ３０において、制御部３１は、図１０に示すホルダ２のマーカー（３つ）をそれぞれランドマーク６として検出し、各ランドマーク位置を特徴量Ａ８とする。そして、ステップＳ３１において、制御部３１は、３つのランドマーク座標を結ぶ三角形Ｂ２の面積を算出し、これをホルダと撮像部２０との間の距離の特徴量Ａ９とする。また、制御部３１は、ステップＳ３２において、三角形Ｂ２の重心位置を算出し、特徴量Ａ１０とする。
【００７２】
ステップＳ３３では、制御部３１は、撮像画像７１中の特徴量Ａ１（顔の重心位置）と特徴量Ａ１０（三角形Ｂ２の重心位置）との距離（２次元距離）を算出し、これを顔とホルダ２との間の距離の特徴量Ａ１１とする。さらに、制御部３１はステップＳ３４において、特徴量Ａ８の各ランドマーク位置をそれぞれ結ぶ直線（図１０のＧｃ、Ｈｃ、Ｉｃ）の傾きの値を求め、これをホルダの傾きの特徴量Ａ１２とする。以上の各ランドマーク、特徴量を算出すると、処理が図１１のステップＳ５に進む。
【００７３】
制御部３１は、ステップＳ５において、得られたランドマークおよび特徴量を抽出データとしてメモリ３２に格納する。また、制御部３１は、ステップＳ６において、ランドマークが検出できたか否かを判断し、検出できた場合には、処理がステップＳ７に進む。
【００７４】
ステップＳ７では、制御部３１は、検出したランドマーク位置を示す強調表示を撮像画像７１および参照画像７２にそれぞれ付与（図２参照）する。制御部３１は、撮像画像７１（動画）についてリアルタイムで強調表示を付与する一方、参照画像７２（静止画）の強調表示は、記憶部６０からランドマークの情報を読み出して（ステップＳ２参照）そのまま強調表示を付与する。
【００７５】
次に、ステップＳ８において、制御部３１は、撮像画像７１と参照画像７２との被験者の顔の位置ずれが小さくなる方向を通知（ナビゲーション）するナビゲーション機能ルーチン（サブルーチン）を実施する。
【００７６】
図１３に示すように、ナビゲーション機能ルーチンでは、ステップＳ４１において、制御部３１はエラーが発生したか否かを判断する。すなわち、ナビゲーションに用いる各特徴量の算出ができなかった場合などに、制御部３１はエラーが発生したと判断して、処理を終了する。エラーがなければ、処理がステップＳ４２に進む。なお、以下の各ステップにおける参照画像７２の特徴量の値は、ランドマークと同じく、参照画像７２の作成時に予め算出されて記憶部６０に格納され、図１１のステップＳ２において参照データとして読み出されたものである。
【００７７】
制御部３１は、ステップＳ４２おいて、距離偏差を算出する。すなわち、ステップＳ２５（図１２参照）で算出した顔と撮像部２０との間の距離の特徴量Ａ３について、参照画像７２における特徴量Ａ３と撮像画像７１における特徴量Ａ３との差分を求め、距離偏差とする。
【００７８】
続いて、制御部３１は、ステップＳ４３おいて、ヨー偏差を算出する。すなわち、ステップＳ２７（図１２参照）で算出したヨー方向の特徴量Ａ５について、参照画像７２における特徴量Ａ５と撮像画像７１における特徴量Ａ５との差分を求め、ヨー偏差とする。同様にして、ステップＳ４４おいて、制御部３１は、ステップＳ２８（図１２参照）で算出したピッチ方向の特徴量Ａ６について、参照画像７２における特徴量Ａ６と撮像画像７１における特徴量Ａ６との差分を求め、ピッチ偏差とする。
【００７９】
次に、ステップＳ４５において、制御部３１は、ステップＳ２９（図１２参照）で算出したロール方向の特徴量Ａ７（３つの直線の傾き）について、参照画像７２と撮像画像７１とを比較し、誤差が最も小さくなるペア（３組）を選択する。つまり、図１０に示すように、撮像画像７１の三角形Ｂ１を構成する各直線をＤｃ、Ｅｃ、Ｆｃ（参照画像７２の各直線をＤｒ、Ｅｒ、Ｆｒ）とすると、これらの各直線の傾きについて相互に差分を取り、最も小さくなるペアを選ぶ。この結果、互いに対応する直線同士がペア（Ｄｃ−Ｄｒ、Ｅｃ−Ｅｒ、Ｆｃ−Ｆｒ）として選択される。そして、ステップＳ４６において、制御部３１は、選択した３組のペアの差分の合計を求め、これをロール偏差とする。
【００８０】
以上の各偏差を算出した後、制御部３１は、ステップＳ４７において、距離偏差、ヨー偏差、ピッチ偏差およびロール偏差の大きさ（絶対値）を比較し、最も大きいものをナビゲーションの対象として選択する。そして、ステップＳ４８において、制御部３１は、選択された偏差が小さくなる方向（偏差の値が正ならば、負方向、偏差の値が負ならば、正方向）を指示する方向表示７５を生成し、ナビゲーション機能ルーチンを終了する。なお、フローには図示していないが、最大の偏差が所定の許容範囲よりも小さい場合（撮像画像７１の顔の向きが参照画像７２と略一致している場合）には、ナビゲーション表示を行わないようにしてもよい。
【００８１】
図１１に示すように、ステップＳ８のナビゲーション機能ルーチンが終了すると、ステップＳ９において、制御部３１は、撮像画像７１のホルダ装着位置が参照画像７２のホルダ装着位置に対して所定範囲内にあるか否か（装着位置が一致したか否か）を検出するランドマーク一致検出ルーチン（サブルーチン）を実行する。
【００８２】
図１４に示すように、ランドマーク一致検出ルーチンでは、ステップＳ５１において、制御部３１はエラーが発生したか否かを判断する。すなわち、ランドマーク一致検出ルーチンに用いる各特徴量の算出ができなかった場合などに、制御部３１はエラーが発生したと判断して、処理を終了する。エラーがなければ、処理がステップＳ５２に進む。
【００８３】
制御部３１は、ステップＳ５２およびＳ５３おいて、ロール誤差を算出する。処理の内容は、ステップＳ４５およびＳ４６（図１３参照）と同様であり、ステップＳ８のナビゲーション機能ルーチンで算出済みの場合、その値をそのまま用いることができる。
【００８４】
続いて、ステップＳ５３おいて、制御部３１は、ステップＳ３４（図１２参照）で算出したホルダの傾きの特徴量Ａ１２（ホルダの３つの直線の傾き）について、参照画像７２と撮像画像７１とを比較し、差分が最も小さくなるペア（３組）を選択する。これは、被験者の顔についてのロール方向の処理（ステップＳ４５）をホルダ２のランドマーク６について実施するものである。図１０に示すように、撮像画像７１の三角形Ｂ２を構成する各直線をＧｃ、Ｈｃ、Ｉｃ（参照画像７２の各直線をＧｒ、Ｈｒ、Ｉｒ）とすると、これらの各直線の傾きについて相互に差分を取り、最も小さくなるペアを選ぶ。この結果、互いに対応する直線同士がペア（Ｇｃ−Ｇｒ、Ｈｃ−Ｈｒ、Ｉｃ−Ｉｒ）として選択される。そして、ステップＳ５４において、制御部３１は、選択した３組のペアの差分の合計を求め、これをホルダ２の傾き誤差とする。
【００８５】
次に、ステップＳ５６において、制御部３１は、顔とホルダ２との相対距離を算出する。制御部３１は、ステップＳ３３（図１２参照）で算出した顔とホルダ２との間の距離の特徴量Ａ１１について、参照画像７２における特徴量Ａ１１と撮像画像７１における特徴量Ａ１１との差分を求め、これを相対距離とする。
【００８６】
そして、ステップＳ５７において、制御部３１は、算出したロール誤差、ホルダ傾き誤差および相対距離の大きさが、それぞれ対応する誤差ε（εｒ、εｓ、εｄとする）以下の許容範囲内にあるか否かを判断する。許容範囲内にあると判断した場合、制御部３１は、撮像画像７１におけるホルダ装着位置が参照画像７２の装着位置と一致したとみなし、ステップＳ５８で調整完了ボタン７６（図２参照）の表示を生成する。一方、ロール誤差、ホルダ方向傾き誤差および相対距離のいずれかが、対応する誤差ε（εｒ、εｓ、εｄ）よりも大きい場合には、許容範囲外であると判断して、調整完了ボタン７６を生成せずにランドマーク一致検出ルーチン（サブルーチン）を終了する。
【００８７】
図１１に示すように、ステップＳ９のランドマーク一致検出ルーチンが終了すると、ステップＳ１０において、制御部３１は、撮像画像７１および参照画像７２を表示部５０に出力する。ステップＳ７〜Ｓ９の各処理が実行された場合には、図２に示すように、ランドマークの強調表示（ステップＳ７）が撮像画像７１および参照画像７２のそれぞれに重ねて表示されるとともに、方向表示７５（ステップＳ８）および調整完了ボタン７６（ステップＳ９、装着位置が許容範囲内の場合のみ）が表示部５０の表示画面５１中に表示される。被験者は、表示部５０の表示画面５１において参照画像７２と撮像画像７１とを比較しながら、ホルダ２の位置合わせを行う。なお、ステップＳ６でランドマークが検出できなかったと判断された場合には、ステップＳ７〜Ｓ９が実施されることなく、撮像画像７１および参照画像７２がそのまま表示される。
【００８８】
次に、ステップＳ１１において、制御部３１は、調整完了ボタン７６が入力されたか否かを判断する。入力部４０または表示部（タッチパネル）５０によって調整完了ボタン７６が入力されない場合には、制御部３１は、処理をステップＳ３に戻す。そして、ステップＳ３〜Ｓ１０までの処理が、撮像部２０の撮像画像７１（映像）の入力に伴ってリアルタイムで実行される。表示部５０の表示画面５１を見ながら被験者がホルダ２の位置を調整すれば、その撮像画像７１によりホルダ装着位置の変化が反映され、最終的にステップＳ９のランドマーク一致検出ルーチンで装着位置が許容範囲内にあると判定されれば、調整完了ボタン７６が表示部５０に表示されることになる。調整完了ボタン７６が表示部５０に表示された場合であって、かつ、調整完了ボタン７６が入力された場合には、処理がステップＳ１２に進む。
【００８９】
ステップＳ１２において、制御部３１は、調整完了ボタン７６が入力された際の撮像画像７１を静止画として記憶部６０に保存するとともに、保存時のホルダ装着状況として、上記の各ステップで算出された特徴量データと、撮像日時とを撮像画像７１と関連づけて記憶部６０に保存する。以上のようにして、ホルダ装着支援システム１００によるホルダ装着支援の制御処理が実行される。
【００９０】
第１実施形態では、上記のように、撮像部２０の撮像画像７１から少なくとも被験者の顔のランドマーク５を検出し、ランドマーク５を示す強調表示（直線７３ａ、７３ｂ、曲線７３ｃ、７３ｄ）を撮像画像７１に付与するとともに、ランドマーク５を示す強調表示がそれぞれ付与された撮像画像７１および参照画像７２を表示部５０に表示させる制御部３１を設けることによって、ホルダ装着の際に、撮像部２０により撮像された現在の撮像画像７１と参照画像７２とを表示画面５１上で見比べながら、撮像画像７１および参照画像７２のそれぞれのランドマーク５を示す表示を目印にして、ホルダ２の位置合わせを行うことができる。すなわち、被験者の顔のランドマーク５を示す強調表示を手がかりにすることで、撮像画像７１における顔の位置や向きを容易に参照画像７２に合わせることができるので、容易に、精度よくホルダ２の位置合わせを行うことができる。これにより、第１実施形態のホルダ装着支援システム１００では、脳機能計測の際のホルダ２の位置合わせを容易化することができる。
【００９１】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、撮像画像７１と参照画像７２とのランドマーク５の検出結果に少なくとも基づいて、参照画像７２におけるホルダ装着位置と、撮像画像７１の現在のホルダ装着位置とが許容範囲ε（誤差εｒ、εｓ、εｄ）内にあることを検出し、調整完了ボタン７６を表示して通知するように構成する。これにより、単純に撮像画像７１と参照画像７２とを見比べるだけでなく、画像認識（ランドマーク５の検出結果）によってホルダ２が適正位置に位置合わせできたか否かを客観的に判断することができるので、装着作業者（介助者または被験者自身）の主観によらずに再現性の高い位置合わせを行うことができる。
【００９２】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、撮像画像７１および参照画像７２のそれぞれのランドマーク５およびランドマーク６の検出結果に基づいて、参照画像７２におけるホルダ装着位置と、撮像画像７１の現在のホルダ装着位置とが許容範囲ε（誤差εｒ、εｓ、εｄ）内にあることを検出するように構成する。これにより、被験者の顔のランドマーク５のみならず、ホルダ２のランドマーク６にも基づいて、ホルダ２が適正位置に位置合わせできたか否か判定することができるので、ホルダ２の位置合わせをより精度よく行うことができる。
【００９３】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、参照画像７２におけるホルダ装着位置と、撮像画像７１の現在のホルダ装着位置とが許容範囲ε（誤差εｒ、εｓ、εｄ）内にあることを検出した場合に、ホルダ装着位置が許容範囲内にある状態の撮像画像７１およびホルダの装着状況を保存するように構成する。これにより、毎回の脳機能計測の際のホルダ２の装着位置や装着状況を後から確認することができる。そのため、たとえば計測結果に異常が見られた場合などに、ホルダ２が適正に装着されていたか否かを検証することができ、計測結果の信頼性を高めることができるので、システムの利便性を高めることができる。
【００９４】
また、第１実施形態では、上記のように、撮像画像７１の撮像日時と、ランドマーク５に基づく被験者の顔の向きに関する情報（特徴量Ａ５、Ａ６、Ａ７）、および、被験者の顔と装着されたホルダとの相対位置に関する情報（特徴量Ａ１１）をホルダの装着状況として保存する。これにより、ホルダ装着時の撮像画像７１だけでなく、被験者の顔の向き（ヨー、ピッチおよびロール方向）や、顔とホルダ２との相対位置（相対距離）などを撮像画像７１の撮像日時ととともに保存しておくことができるので、ホルダ２が適正に装着されていたか否かの検証をさらに容易化し、システムの利便性をさらに高めることができる。
【００９５】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、入力部４０または表示部（タッチパネル）５０への操作入力（調整完了ボタン７６の入力操作）に基づいて、ホルダ２の装着完了時の被験者の撮像画像７１を保存するように構成する。これにより、撮像画像７１の保存の際に操作入力を伴うので、被験者自身または介助者がホルダ２の位置合わせが完了したことを確認することができ、撮像画像７１の保存後にホルダ２を動かしてしまうことも防ぐことができる。
【００９６】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、撮像画像７１および参照画像７２のそれぞれのランドマーク５の検出位置に基づいて、撮像画像７１と参照画像７２との被験者の顔の位置ずれ（距離偏差、ヨー偏差、ピッチ偏差、ロール偏差）を検出して、位置ずれが小さくなる方向を方向表示７５により通知するように構成する。これにより、通知に基づいて顔の向きや位置を参照画像７２に合わせることができるので、ホルダ２の位置合わせをさらに容易に行うことができる。
【００９７】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、被験者の顔についての直交する３軸回りの各方向の位置ずれ（ヨー偏差、ピッチ偏差、ロール偏差）を検出するように構成する。これにより、撮像画像７１に写る被験者の顔の向きを精度よく参照画像７２に写った状態に近づけることができる。また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、さらに撮像部２０と被験者の顔との間の距離の位置ずれ（距離偏差）を検出するように構成する。これにより、撮像画像７１の奥行き方向の位置も容易に参照画像７２に合わせることができる。
【００９８】
また、第１実施形態では、上記のように、被験者の顔の目、口、鼻、眉骨および顎、の少なくともいずれかの部位をランドマーク５として検出する。このように顔の目立つ特徴部分をランドマーク５として検出することにより、安定して精度よくランドマーク５を検出することができるとともに、ランドマーク５を示す表示（直線７３ａ、７３ｂ、曲線７３ｃ、７３ｄ）を位置合わせの際の有用な手がかりとすることができる。
【００９９】
また、第１実施形態では、上記のように、被験者の目をランドマーク５として検出し、被験者の両目を結ぶ直線７３ａを、ランドマーク５を示す強調表示とする。これにより、画像中の両目の高さ位置を合わせることで、撮像画像７１に写る被験者の顔の位置を容易に参照画像７２に合わせることができる。また、ランドマーク５を示す表示が横方向の直線７３ａとなるので、顔の傾きも容易に認識することができる。これにより、撮像画像７１中の顔の位置合わせを容易に行うことができる。
【０１００】
また、第１実施形態では、上記のように、被験者の鼻をランドマーク５として検出し、被験者の鼻と、被験者の両目の中点とを通る直線７３ｂを、ランドマーク５を示す強調表示とする。これにより、ランドマーク５を示す表示が顔の中心を通る上下に延びる直線７３ｂとなるので、撮像画像７１中の顔とホルダ２との中心を容易に位置合わせすることができるようになる。
【０１０１】
また、第１実施形態では、上記のように、被験者の眉骨および顎をランドマーク５として検出し、被験者の眉骨に沿った曲線７３ｄおよび被験者の顎の輪郭に沿った曲線７３ｃを、ランドマーク５を示す強調表示とする。これにより、顔形状に沿った曲線状の表示が撮像画像７１および参照画像７２に付与されるので、このランドマーク５を示す曲線７３ｃおよび７３ｄを手がかりに、撮像画像７１中の顔の位置合わせを容易に行うことができる。
【０１０２】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１を、撮像画像７１および参照画像７２のそれぞれに、ランドマーク５を示す表示とともにホルダ２のランドマーク６を示す強調表示（直線７４）を付与するように構成する。これにより、被験者のランドマーク５を示す表示（直線７３ａ、７３ｂ、曲線７３ｃ、７３ｄ）と、ホルダ２のランドマーク６を示す表示直線７４とのそれぞれから、被験者の頭部（顔）とホルダ２との相対位置を容易に確認することができる。
【０１０３】
また、第１実施形態では、上記のように、ランドマーク６を示す強調表示として、ランドマーク６を通る直線７４を撮像画像７１および参照画像７２上に重ねて付する。これにより、撮像画像７１からホルダ２のランドマーク６の位置を容易に把握することができるので、撮像画像７１中のホルダ２の位置合わせをより一層容易化することができる。
【０１０４】
（第２実施形態）
次に、図６および図１５を参照して、本発明の第２実施形態によるホルダ装着支援システム２００の画面表示の例について説明する。第２実施形態では、撮像画像および参照画像にランドマークを示す強調表示を付与して表示させた上記第１実施形態の構成に加えて、撮像画像および参照画像中で背景部分を表示しないようにした例について説明する。なお、第２実施形態では、表示部５０への画面表示以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１０５】
図１５に示すように、第２実施形態によるホルダ装着支援システム２００（図６参照）では、制御部１３１（図６参照）は、撮像画像７１および参照画像７２にランドマーク５および６を示す強調表示（直線７３ａ、７３ｂ、曲線７３ｃ、７３ｄ、直線７４）を付与した表示画面１５１を表示部５０に表示させるとともに、さらに、被験者が写る領域１５２以外の背景部分１５３を表示しないようにする非表示処理を行うように構成されている。
【０１０６】
非表示処理は、被験者が写る領域１５２以外の背景部分１５３を所定の背景色（図１５では、ハッチングにより図示）で塗りつぶすことにより行われる。制御部１３１は、被験者へのホルダ２の装着作業の開始前に、撮像部２０により、予め被験者が写らない状態での背景画像（図示せず）を取得しておく。そして、ホルダ装着支援システム２００によるホルダ装着支援を実施する際には、制御部１３１は、現在の撮像画像７１と背景画像との差分を取り、被験者が写る領域１５２以外の背景部分１５３を抽出し、背景色で塗りつぶす処理（非表示処理）を行う。これにより、被験者にとって背景部分１５３がホルダ２の位置把握の妨げとなる場合にも、被験者が写る領域１５２だけを表示させることが可能となる。なお、参照画像７２の作成時に予め被験者が写らない状態での背景画像を取得し、参照画像７２とともに保存しておくことにより、参照画像７２に対しても非表示処理を行うことが可能である。
【０１０７】
非表示処理は、たとえば奥行き方向の距離を測定することが可能な距離画像センサを備えたカメラ（図示せず）や、ステレオカメラ（図示せず）を用いて、被験者（領域１５２）と背景部分１５３との３次元位置の相違を検出することによって、背景部分１５３を非表示とすることもできる。この場合には、被験者が写らない状態での背景画像を予め取得する必要がなく、撮像画像のみから背景部分１５３を抽出可能である。また、この場合にも、参照画像７２の作成時に、被験者（領域１５２）と背景部分１５３との３次元位置情報を予め取得しておけば、参照画像７２に対しても非表示処理を行うことが可能である。
【０１０８】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０９】
第２実施形態では、上記のように、制御部１３１を、撮像画像７１および参照画像７２に対して、被験者が写る領域１５２以外の背景部分１５３を表示しないようにする非表示処理を行うように構成する。これにより、撮像画像７１および参照画像７２中の被験者の頭部およびホルダ２を把握しやすくすることができるので、ホルダ２の位置合わせを容易化することができる。
【０１１０】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１１】
（第３実施形態）
次に、図２、図６および図１６を参照して、本発明の第３実施形態によるホルダ装着支援システム３００について説明する。第３実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、撮像画像を拡大表示するように構成した例について説明する。なお、第３実施形態では、撮像部２２０および表示部５０への画面表示以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１２】
図１６に示すように、第３実施形態によるホルダ装着支援システム３００（図６参照）の撮像部２２０は、被験者の頭部全体を含む頭部よりも広い撮像範囲で撮像画像２７１を撮像するように構成されている。すなわち、第１実施形態における撮像画像７１は、図２に示すように胸部から上方を撮像した、いわゆるバストアップの構図となるように撮像している。これに対して、第３実施形態では、撮像部２２０は、図１６に示すように被験者の腰から上の上半身全体が視野に入る状態で撮像を行うように構成されている。なお、撮像部２２０の撮像範囲としては、被験者の上半身が写る範囲の他、全身が写る範囲などでもよいが、拡大による画質の劣化が問題にならない程度にすることが望ましい。
【０１１３】
そして、制御部２３１（図６参照）は、撮像部２２０により撮像された撮像画像２７１から被験者の頭部およびホルダ２が写る領域２７２を拡大して、胸部から上方のみが写るように表示部５０に表示させるように構成されている。この結果、表示部５０の表示画面５１では、図２に示す撮像画像７１と同様の画面表示の状態で、撮像画像２７１の領域２７２が被験者に呈示される。
【０１１４】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１５】
第３実施形態では、上記のように、撮像部２２０を、被験者の頭部全体を含む頭部よりも広い撮像範囲で撮像画像２７１を取得するように構成する。そして、制御部２３１を、撮像画像２７１から被験者の頭部およびホルダが写る領域２７２を拡大して表示部５０に表示させるように構成する。これにより、撮像部２２０の撮像範囲から被験者がはみ出てしまうような状態を抑制することができる。そして、その場合にも表示部５０の表示画面５１上では参照画像７２と同じサイズで撮像画像２７１を表示することができる。なお、参照画像については、予め作成されることから、参照画像の作成時に、撮像部２２０の撮像範囲から被験者がはみ出さないように適切な撮像範囲で撮像すればよく、拡大表示を行う必要はない。
【０１１６】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１７】
（第４実施形態）
次に、図２、図６および図１７を参照して、本発明の第４実施形態によるホルダ装着支援システム４００について説明する。第４実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、左右反転させたミラー表示を行うように構成した例について説明する。なお、第４実施形態では、表示部５０への画面表示以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１８】
図１７に示すように、第４実施形態によるホルダ装着支援システム４００（図６参照）では、制御部３３１（図６参照）は、参照画像７２および撮像画像７１（図２参照）をそれぞれ左右反転させた参照画像３７２および撮像画像３７１を表示部５０に表示させるように構成されている。このため、表示部５０の表示画面５１では、撮像画像３７１および参照画像３７２の各画像が、いわゆるミラー表示の状態で表示される。
【０１１９】
第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２０】
第４実施形態では、上記のように、制御部３３１を、参照画像７２および撮像画像７１を左右反転させて参照画像３７２および撮像画像３７１として表示部５０に表示させるように構成する。これにより、参照画像３７２および撮像画像３７１を見比べながらホルダ２を装着する際に、鏡を見て装着するのと同じ感覚で装着作業を行うことができる。そのため、たとえばホルダ装着に不慣れな被験者が自分でホルダ２を装着する場合でも、ホルダ装着を容易に行うことができる。
【０１２１】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２２】
これらの第２実施形態から第４実施形態に示した各構成は、ホルダ装着作業を何度も繰り返し行う際のホルダ装着支援システムの利便性を向上させることができる。そのため、被験者自身が脳機能計測を所定頻度（たとえば１日１回など）で長期間にわたって継続的に実施する場合などで特に有効である。
【０１２３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１２４】
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、ホルダ装着支援システムの利用態様の一例として、被験者自身がホルダを装着する例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明のホルダ装着支援システムは、介助者が被験者に対してホルダを装着する際にも用いることが可能である。すなわち、介助者によりホルダを装着する場合であっても、頭部形状や頭髪の量、長さなどが人によって様々であるため、ホルダの装着位置を適正位置に正確に合わせるのは困難が伴う。そのため、適正な装着位置を示す参照画像と撮像画像とを表示画面上に表示し、ランドマークを示す表示を表示画面に付すことによって、介助者が被験者に対してホルダを装着する際に適正な装着位置の見本（参照画像）と照らし合わせながら装着作業を行うことができるので、ホルダの位置合わせを容易化することができる。
【０１２５】
また、上記第１〜第４実施形態では、ホルダの一例として、被験者が一人でも装着可能なように構成された櫛形のホルダ２を示したが、本発明はこれに限られない。ホルダは、どのような形状のホルダであってもよく、たとえば従来型のヘルメット状のホルダ（図示せず）であってもよい。
【０１２６】
また、上記第１〜第４実施形態では、被験者の顔のランドマーク５と、ホルダ２のランドマーク６とをそれぞれ検出して、各ランドマークを示す表示を表示部５０に表示させるように制御部を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、少なくとも被験者の顔のランドマークを検出して表示すればよい。ホルダについては、たとえばホルダ自体に目視での認識用のマーカー（目印）を設けて、被験者自身が表示画面中のホルダのマーカーを目印に、ホルダの位置合わせをしてもよい。その場合でも、被験者の顔のランドマークを示す表示を表示画面に付すことによって、被験者の顔を参照画像中の顔の位置および向きに合わせることを容易化することができるので、ホルダの位置合わせを容易化することができる。
【０１２７】
また、上記第１実施形態では、被験者の顔のランドマークを示す表示として、直線（７３ａおよび７３ｂ）と曲線（７３ｃおよび７３ｄ）とを表示した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図７〜図９に示した各表示例のいずれかを採用して表示してもよいし、図示していない組み合わせ（たとえば、直線７３ａおよび７３ｂと曲線７３ｄとの組み合わせなど）を採用してもよい。
【０１２８】
また、上記第１実施形態では、被験者の顔のランドマークを示す表示として、ランドマークを通る直線（７３ａおよび７３ｂ）や曲線（７３ｃおよび７３ｄ）を表示した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示した頭部の模式図のように、各ランドマーク間を直線でつないで各ランドマークの配置を強調して示すような表示をしてもよい。
【０１２９】
また、上記第１実施形態では、ランドマークの位置を直線（７３ａ、７３ｂおよび７４）や曲線（７３ｃおよび７３ｄ）によって強調表示する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１８に示す第１変形例のように、ランドマークの位置を示す目盛表示４７３を付すように制御部３１を構成してもよい。図１８では、被験者の顔のランドマーク５を示す強調表示として、直線７３ａおよび７３ｂの交点（両目のランドマーク５の中点）から直線７３ｂに沿って目盛表示４７３を参照画像７２に付している。第１変形例では、撮像画像７１にも同様の目盛表示４７３が付された状態で表示部５０に表示される。目盛表示４７３の目盛幅は、被験者が表示部５０の表示を確認しながら、任意のピクセル幅に設定することが可能である。この目盛表示４７３の目盛り線が適正位置におけるランドマーク６の位置と重なるように表示する（目盛幅を設定する）ことによって、表示画面からホルダ２の位置をより正確に把握することができるようになるので、より正確なホルダ２の位置合わせが可能となる。
【０１３０】
また、上記第１実施形態では、ランドマークを示す表示を、予め決められた線（７３ａ〜７３ｄおよび７４）によって強調表示する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１９に示す第２変形例のように、入力部４０や表示部（タッチパネル）５０の入力操作によって、被験者が任意の位置に補助強調線４７４を追加表示させることが可能なように制御部３１を構成してもよい。図１９では、参照画像７２中で、入力操作に基づいて設定された位置および方向に、直線の補助強調線４７４を付している。補助強調線４７４の起点は、画像中の顔のランドマーク５との相対座標として記録され、ユーザ（被験者）のデータとして参照画像７２とともに保存される。これにより、補助強調線４７４は、表示部５０への表示の際に他の強調表示とともに参照画像７２に表示される。補助強調線４７４の起点は、ランドマーク５および６の検出位置に限られない。つまり、制御部３１が検出したランドマーク以外に目印となるような部位を、被験者が参照画像７２中から見出した場合に、その部位を起点とする補助強調線４７４を付しておくことが可能である。ホルダ装着作業の際には、撮像画像７１中で、目印となる部位を補助強調線４７４によって示された位置に移動させれば、参照画像７２と同じ位置にホルダ２の装着位置を合わせることができる。
【０１３１】
また、上記第１実施形態では、図１１のステップＳ１１において調整完了ボタン７６が入力された場合に、ステップＳ１２で撮像画像７１およびホルダ装着状況を記憶部６０に保存するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、調整完了ボタン７６が入力された場合に、タイマーを起動させ、所定時間のカウントダウン後に撮像画像７１およびホルダ装着状況を保存するように制御部３１を構成してもよい。これは、たとえば表示部（タッチパネル）５０を介して調整完了ボタン７６が入力される場合などに、被験者の顔の位置や向きが参照画像７２の位置からずれてしまう場合がある。そのため、ボタン入力後にタイマーを起動させることによって、撮像画像７１中の被験者の顔の位置を参照画像７２の位置に再度合わせてから保存することが可能となる。
【０１３２】
この他、調整完了ボタン７６が入力された場合に、図１１のステップＳ９で示したランドマーク一致検出ルーチンと同様の処理によって撮像画像中の被験者の顔の位置を検出し、位置が合った時に撮像画像７１およびホルダ装着状況を保存してもよい。
【０１３３】
また、たとえば、図１１のステップＳ１１で調整完了ボタン７６を表示させる代わりに、調整完了した旨の表示のみを行うようにしてもよい。すなわち、図１１のステップＳ９で示したランドマーク一致検出ルーチンによってホルダ装着位置が許容範囲内にあることを検出した場合（図１４のステップＳ５７でＹＥＳの場合）に、その時の撮像画像をそのまま保存するとともに、調整完了した旨および撮像画像を保存した旨を、表示画面に表示させてもよい。
【０１３４】
また、上記第１実施形態では、図１１のステップＳ８で示したナビゲーション機能ルーチンによって、被験者の顔の位置ずれが小さくなる方向表示７５を表示部５０に表示するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被験者の顔の位置に関する方向表示に加えて、撮像画像７１と参照画像７２とのホルダ２の位置ずれを検出して、位置ずれが小さくなる方向表示を行うように構成してもよい。
【０１３５】
また、上記第１実施形態では、図１１〜図１４に示した処理フローの説明において、ホルダ２のランドマーク６を３つ検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ホルダ２のランドマーク６を１または２つだけ検出してもよいし、４つ以上検出してもよい。
【０１３６】
また、上記第１実施形態では、撮像部２０を１台のカラービデオカメラにより構成した例を示し、上記第２実施形態では、奥行き方向の距離を測定するために距離画像センサを備えたカメラなどを用いる例についても説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、カラービデオカメラや距離画像センサを備えたカメラ以外のカメラをさらに設けてもよい。具体的には、たとえば赤外線カメラなどの可視光以外の波長の光を撮像するカメラを設けてもよい。この場合に、ホルダ２のマーカーを赤外線反射材によって形成すると、赤外線画像においてマーカー（ランドマーク６）のみを精度よく検出することが可能である。可視光での認識が可能なマーカーでは外観上も目立ってしまい、ホルダのデザイン性の向上の妨げとなる場合がある一方、マーカーを赤外線反射材によって形成する場合には、マーカーを外観上目立たなくすることができるので、ホルダのデザイン性にも配慮することが可能である。ホルダは被験者の頭部に装着するため外観上目立つものであるとともに、近年では医療用途や学術研究用途の装置であっても高いデザイン性が要求されることから、このような構成は、高い検出精度とデザイン性との両立を図ることができる点で有用である。
【０１３７】
また、上記第１実施形態では、顔のランドマーク５として、目、鼻、口、顎（顎の輪郭線）、眉骨などを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記の部位以外の部位（たとえば耳やほお骨部分など）を検出してもよい。
【０１３８】
また、上記第１実施形態では、顔認識技術によって被験者の顔の部位をランドマークとして検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ホルダと同じようにマーカーが付された眼鏡など、被験者に装着する装着物を検出してもよい。一般に、眼鏡をかけると顔認識による両目の検出精度が低下するとともに、眼鏡を外すのは視力の低い被験者には不都合がある。このため、たとえば被験者の眼鏡の所定部位にマーカーを取り付け、マーカーを顔のランドマークとして検出してもよい。
【０１３９】
また、上記第１実施形態では、情報処理装置３０に内蔵された記憶部６０に、参照画像７２、装着作業終了時の撮像画像７１およびホルダ装着状況の情報を保存するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば情報処理装置とは別個に設けられた外部記憶装置（いわゆる外付けのＨＤＤや、いわゆるＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリ）に、これらの情報を保存してもよい。この他、たとえば外部のサーバに参照画像７２、撮像画像７１およびホルダ装着状況の情報を保存し、情報処理装置がネットワークを介して情報読み出しおよび保存を行うように構成してもよい。
【０１４０】
また、上記第１実施形態では、情報処理装置３０として、入力部４０、表示部５０および記憶部６０を一体的に備えたノートタイプのコンピュータの例（図１参照）を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、情報処理装置本体に対して入力装置や表示装置が外部接続された、いわゆるデスクトップタイプのコンピュータを用いてもよい。
【０１４１】
また、図５に示した光計測装置１の主記憶部１６にホルダ装着支援装置として機能するためのプログラムを記録（インストール）することにより、光計測装置１の本体制御部１４を、ホルダ装着支援装置の制御部として機能させるように構成してもよい。この場合には、光計測装置１の本体制御部１４が、画像取得部３１ａ、ランドマーク検出部３１ｂ、ランドマーク表示部３１ｃ、ナビゲーション生成部３１ｄ、ランドマーク一致検出部３１ｅおよび画像出力部３１ｆとして機能する。このように構成すれば、光計測装置１がホルダ装着支援装置としても機能するため、情報処理装置３０を別途設けることなく、撮像部２０と、光計測装置１とによってホルダ装着支援システムを構成することができる。また、この場合には、被験者と関連づけて保存される参照画像７２、装着作業終了時の撮像画像７１およびホルダ装着状況の情報などを、さらに光計測装置１による脳機能計測結果の情報とともに一元的に管理することができるようになる。
【０１４２】
また、上記第１〜第４実施形態では、脳機能計測装置として、近赤外の計測光を送受するプローブを用いて脳内のヘモグロビン量を検出する光計測装置１を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光計測装置以外にも、電極を用いて脳機能を電気的に計測する脳波計を脳機能計測装置として用いてもよい。脳波計を用いる場合にも、ホルダを用いて電極を被験者の頭部に固定することから、上記第１〜第４実施形態のホルダ装着支援システムによってホルダ位置決めを容易化することが可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  光計測装置（脳機能計測装置）
１ａ、１ｂ  プローブ（測定用端子）
２  ホルダ
５  ランドマーク（第１基準部位）
６  ランドマーク（第２基準部位）
２０、２２０  撮像部（撮像装置）
３１、１３１、２３１、３３１  制御部
３１ａ  画像取得部
３１ｆ  画像出力部
４０  入力部（入力装置）
５０  表示部（表示装置、入力部、入力装置）
７１  撮像画像
７２  参照画像
７３ａ、７３ｂ、７４  直線
７３ｃ、７３ｄ  曲線
１００、２００、３００、４００  ホルダ装着支援システム
１５２  被験者が写る領域
１５３  背景部分
【図１】
0005994935.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005994935.tif 000004
【図４】
0005994935.tif 000005
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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