(57)【要約】【課題】装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置等を提供する。【解決手段】光計測装置１７は、身体等の対象物に装着され、対象物に光を照射する発光部、及び、発光部から照射されて対象物で反射した光を受光する受光部を有する複数の光計測部１２ａ〜１２ｃと、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃから出力される信号を処理する制御部１３とを備える。制御部１３は、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの少なくとも一つについて、対象物に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知部１３ａと、位置ずれ検知部１３ａで検知された位置ずれに基づいて、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択部１３ｂとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に装着され、前記対象物に光を照射する発光部、及び、前記発光部から照射されて前記対象物で反射した光を受光する受光部を有する複数の光計測部と、
前記複数の光計測部から出力される信号を処理する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記対象物に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知部と、
前記位置ずれ検知部で検知された前記位置ずれに基づいて、前記複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択部とを有する
光計測装置。
【請求項２】
さらに、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つに設けられた撮像部を備え、
前記位置ずれ検知部は、前記撮像部によって得られる前記対象物の画像を解析することで、前記位置ずれを検知する
請求項１記載の光計測装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記複数の光計測部のそれぞれに設けられている
請求項２記載の光計測装置。
【請求項４】
前記撮像部は、当該撮像部が設けられた当該光計測部が有する前記発光部から照射されて前記対象物で反射した光を受光する
請求項２又は３記載の光計測装置。
【請求項５】
前記複数の光計測部は、前記対象物に接する面における第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向に並ぶように２次元状に配置されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光計測装置。
【請求項６】
前記位置ずれ検知部は、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記第１方向及び前記第２方向における前記位置ずれを検知する
請求項５記載の光計測装置。
【請求項７】
前記制御部は、さらに、パッシブマトリクス方式により、前記複数の光計測部が有する発光部を発光させる制御をする
請求項５又は６記載の光計測装置。
【請求項８】
前記制御部は、さらに、アクティブマトリクス方式により、前記複数の光計測部が有する発光部を発光させる制御をする
請求項５又は６記載の光計測装置。
【請求項９】
前記複数の光計測部のそれぞれにおいて、前記発光部と前記受光部とは所定の距離をおいて配置されている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光計測装置。
【請求項１０】
前記複数の光計測部が有する前記発光部は、近赤外光を発光するＬＥＤを有し、
前記複数の光計測部が有する前記受光部は、近赤外光を受光するフォトセンサを有する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光計測装置。
【請求項１１】
前記複数の光計測部のそれぞれは、複数の前記受光部を有する
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光計測装置。
【請求項１２】
前記対象物は身体であり、
前記制御部は、前記光計測選択部によって選択された前記少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、前記身体の血中酸素濃度を算出する血中酸素濃度算出部を有する
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光計測装置。
【請求項１３】
前記血中酸素濃度算出部は、前記複数の光計測部のそれぞれを用いて、前記複数の光計測部のそれぞれの受光部から出力される信号に基づいて、前記身体の血中酸素濃度を算出し、
前記位置ずれ検知部は、前記血中酸素濃度算出部で算出された血中酸素濃度のばらつきに基づいて、前記複数の光計測部のそれぞれの位置ずれを検知する
請求項１２記載の光計測装置。
【請求項１４】
身体の動きを支援するアクチュエータを制御するアシストシステムであって、
前記アクチュエータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する請求項１３記載の光計測装置とを備え、
前記光計測装置が備える制御部は、前記算出した血中酸素濃度が大きいほど前記アクチュエータが大きな力を出力するように前記駆動部を制御する駆動制御部を有する
アシストシステム。
【請求項１５】
身体に装着される複数の光計測部を用いて、身体の動きを支援するアクチュエータを制御するアシストシステムにおけるアシスト制御方法であって、
前記複数の光計測部のそれぞれは、前記身体に光を照射する発光部、及び、前記発光部から照射されて前記身体で反射した光を受光する受光部を有し、
前記アシスト制御方法は、
前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記身体に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知ステップと、
前記位置ずれ検知ステップで検知された前記位置ずれに基づいて、前記複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択ステップとを含む
アシスト制御方法。
【請求項１６】
さらに、
前記光計測選択ステップで選択された少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、前記身体の血中酸素濃度を算出する血中酸素濃度算出ステップと、
前記血中酸素濃度算出ステップで算出された血中酸素濃度が大きいほど前記アクチュエータが大きな力を出力するように前記アクチュエータを駆動する駆動部を制御する駆動部制御ステップとを含む
請求項１５記載のアシスト制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光計測装置、アシストシステム及びアシスト制御方法に関し、特に、生体等の対象物に光を照射して反射してきた光を受光する複数の光計測部を備える光計測装置、及び、光計測装置を用いて歩行等の身体の動きを支援するアシストシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歩行等の身体の動きを支援するアシストシステムとして、脚部の筋活動を検出する検出部と、検出部による脚部の筋活動の検出結果に応じてアクチュエータを制御する制御部を備える運動補助装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の運動補助装置では、脚部の筋活動を検出する検出部として、筋肉の能動的な収縮活動を電気的に検出する筋電計等が用いられている。これにより筋活動の検出値が電気信号に変換されて制御部に出力され、アクチュエータが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１７９１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置、光計測装置を備えるアシストシステム、及び、アシスト制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一形態に係る光計測装置は、対象物に装着され、前記対象物に光を照射する発光部、及び、前記発光部から照射されて前記対象物で反射した光を受光する受光部を有する複数の光計測部と、前記複数の光計測部から出力される信号を処理する制御部とを備え、前記制御部は、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記対象物に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知部と、前記位置ずれ検知部で検知された前記位置ずれに基づいて、前記複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択部とを有する。
【０００７】
本開示の一形態に係るアシストシステムは、身体の動きを支援するアクチュエータを制御するアシストシステムであって、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する請求項１３記載の光計測装置とを備え、前記光計測装置が備える制御部は、前記算出した血中酸素濃度が大きいほど前記アクチュエータが大きな力を出力するように前記駆動部を制御する駆動制御部を有する。
【０００８】
本開示の一形態に係るアシスト制御方法は、身体に装着される複数の光計測部を用いて、身体の動きを支援するアクチュエータを制御するアシストシステムにおけるアシスト制御方法であって、前記複数の光計測部のそれぞれは、前記身体に光を照射する発光部、及び、前記発光部から照射されて前記身体で反射した光を受光する受光部を有し、前記アシスト制御方法は、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記身体に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知ステップと、前記位置ずれ検知ステップで検知された前記位置ずれに基づいて、前記複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択ステップとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示により、装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置、光計測装置を備えるアシストシステム、及び、アシスト制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係るアシストシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示される光計測デバイスの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１に示される制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るアシストシステムの動作を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、脚部の大腿部に貼り付けられた直後における光計測デバイスの装着位置を示す模式断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、位置ずれが生じた状態における光計測デバイスの装着位置を示す模式断面図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る光計測装置が備える光計測デバイスの構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６に示された９つの光計測部に備えられる９つの発光部の配線例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６に示された９つの光計測部に備えられる９つの発光部の別の配線例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係る光計測装置が備える光計測デバイスの構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態３の変形例に係る光計測装置が備える光計測デバイスの構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４に係る光計測装置が備える光計測デバイスの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態５に係る光計測装置が備える光計測デバイスの構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態５に係る光計測装置の制御部による処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態５に係る光計測装置の制御部による処理を説明するための図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５の変形例に係る光計測装置が備える光計測デバイスの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
特許文献１に代表されるように、従来のアシストシステムでは、筋活動を検出する検出器として、筋電計がよく用いられる。筋電計は、微弱な筋電位を測定するため、磁気及び電気ノイズの影響を受けやすい。しかも、筋電計は、身体の体表面に密着させて計測することが必要なため、身体が動いたときに計測器がずれないように、導電性ゲル等で身体に貼り付ける必要がある。このように、筋電計は、ノイズの影響を受けやすく、かつ、使用時に導電性ゲルを用いて身体に貼り付ける煩わしい作業が必要になるという問題がある。
【００１２】
一方、筋活動を検出する検出器として、近赤外分光法を利用して血中酸素濃度を測定し、筋肉の収縮による酸素消費量を検知する光計測装置がある。このような光計測装置は、光学的に筋活動を計測するため、筋電計のように磁気及び電気ノイズの影響を受けることはほとんどない。ところが、このような光計測装置は、被測定者の身体表面に密着させて計測することが必要であり、被測定者が運動している場合には、被測定者の動きによって装着位置がずれて測定箇所が変化してしまうので、正確な測定ができなくなるという問題がある。
【００１３】
そこで、本開示は、装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置、光計測装置を備えるアシストシステム、及び、アシスト制御方法を提供する。
【００１４】
本開示の一形態に係る光計測装置は、対象物に装着され、前記対象物に光を照射する発光部、及び、前記発光部から照射されて前記対象物で反射した光を受光する受光部を有する複数の光計測部と、前記複数の光計測部から出力される信号を処理する制御部とを備え、前記制御部は、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記対象物に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知部と、前記位置ずれ検知部で検知された前記位置ずれに基づいて、前記複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択部とを有する。
【００１５】
これにより、身体の運動等によって光計測部の装着位置がずれた場合であっても、その位置ずれが検知され、検知された位置ずれに基づいて、複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部が選択される。よって、装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置が実現される。
【００１６】
ここで、光計測装置は、さらに、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つに設けられた撮像部を備え、前記位置ずれ検知部は、前記撮像部によって得られる前記対象物の画像を解析することで、前記位置ずれを検知してもよい。
【００１７】
これにより、装着される身体の表面における模様を用いた画像認識によって光計測部の位置ずれが認識されるので、高い精度で位置ずれが検知される。
【００１８】
ここで、前記撮像部は、前記複数の光計測部のそれぞれに設けられていてもよい。
【００１９】
これにより、複数の光計測部の相対位置がくずれるように装着位置がずれた場合であっても、複数の光計測部のそれぞれについて、独立して、装着位置のずれが高い精度で検知される。よって、このような光計測装置により、より適切に身体の動きが支援されるアシストシステムが実現される。
【００２０】
ここで、前記撮像部は、当該撮像部が設けられた当該光計測部が有する前記発光部から照射されて前記対象物で反射した光を受光してもよい。
【００２１】
これにより、発光部が受光部による光計測だけでなく撮像のためにも利用されるので、簡易な構成で位置ずれ検知部が実現される。
【００２２】
ここで、前記複数の光計測部は、前記対象物に接する面における第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向に並ぶように２次元状に配置されていてもよい。
【００２３】
これにより、複数の光計測部が２次元状に配置されるので、対象物の広い領域にわたって光計測が行われ、同時に多くの情報が得られる。
【００２４】
ここで、前記位置ずれ検知部は、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記第１方向及び前記第２方向における前記位置ずれを検知してもよい。
【００２５】
これにより、検知された２次元方向の位置ずれに基づいて、複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部が選択される。よって、装着位置が２次元方向のいずれの方向にずれた場合であっても、従来よりも適切なアシストを可能にする光計測装置が実現される。
【００２６】
ここで、前記制御部は、さらに、パッシブマトリクス方式により、前記複数の光計測部が有する発光部を発光させる制御をしてもよい。
【００２７】
これにより、パッシブマトリクス方式という簡単な制御回路によって複数の光計測部の発光部を発光させることができる。
【００２８】
ここで、前記制御部は、さらに、アクティブマトリクス方式により、前記複数の光計測部が有する発光部を発光させる制御をしてもよい。
【００２９】
これにより、アクティブマトリクス方式というトランジスタを用いた制御方式により、複数の光計測部の発光部のそれぞれに対して、所望の明るさ及びタイミングで、発光させることができる。
【００３０】
ここで、前記複数の光計測部のそれぞれにおいて、前記発光部と前記受光部とは所定の距離をおいて配置されていてもよい。
【００３１】
これにより、複数の光計測部では、いずれも、発光部と受光部との距離が同じであるので、同一の光学的な条件の下で光計測が行われる。
【００３２】
ここで、前記複数の光計測部が有する前記発光部は、近赤外光を発光するＬＥＤを有し、前記複数の光計測部が有する前記受光部は、近赤外光を受光するフォトセンサを有してもよい。
【００３３】
これにより、物体に吸収され易い近赤外光を用いた光計測によって、生体の組織における血中酸素濃度等の各種物性が検出される。
【００３４】
ここで、前記複数の光計測部のそれぞれは、複数の前記受光部を有してもよい。
【００３５】
これにより、複数の光計測部のそれぞれにおいて、対象物に向けて発光部から発光されて、個々の受光部へは異なる深さの箇所で反射された光が入射するので、対象物の異なる深さにおける物性を検知できる。
【００３６】
ここで、前記対象物は身体であり、前記制御部は、前記光計測選択部によって選択された前記少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、前記身体の血中酸素濃度を算出する血中酸素濃度算出部を有してもよい。
【００３７】
これにより、身体の血中酸素濃度が算出され、筋活動が検出されるので、アシストシステムに用いられる筋活動検出部として好適な光計測装置が実現される。
【００３８】
ここで、前記血中酸素濃度算出部は、前記複数の光計測部のそれぞれを用いて、前記複数の光計測部のそれぞれの受光部から出力される信号に基づいて、前記身体の血中酸素濃度を算出し、前記位置ずれ検知部は、前記血中酸素濃度算出部で算出された血中酸素濃度のばらつきに基づいて、前記複数の光計測部のそれぞれの位置ずれを検知してもよい。
【００３９】
これにより、暫定的に算出された血中酸素濃度に基づいて光計測部の位置ずれが検知されるので、位置ずれ検知のための撮像部等の特別なセンサを光計測デバイスに設けることが不要となり、全体としてコンパクトな光計測装置が実現される。
【００４０】
本開示の一形態に係るアシストシステムは、身体の動きを支援するアクチュエータを制御するアシストシステムであって、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する上記光計測装置とを備え、前記光計測装置が備える制御部は、前記算出した血中酸素濃度が大きいほど前記アクチュエータが大きな力を出力するように前記駆動部を制御する駆動制御部を有してもよい。
【００４１】
これにより、身体の運動等によって光計測部の装着位置がずれた場合であっても、複数の光計測部の中から、計測に用いられる適切な光計測部が選択され得るので、身体の動きが適切に支援されるアシストシステムが実現される。
【００４２】
本開示の一形態に係るアシスト制御方法は、身体に装着される複数の光計測部を用いて、身体の動きを支援するアクチュエータを制御するアシストシステムにおけるアシスト制御方法であって、前記複数の光計測部のそれぞれは、前記身体に光を照射する発光部、及び、前記発光部から照射されて前記身体で反射した光を受光する受光部を有し、前記アシスト制御方法は、前記複数の光計測部のうちの少なくとも一つについて、前記身体に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知ステップと、前記位置ずれ検知ステップで検知された前記位置ずれに基づいて、前記複数の光計測部から、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択ステップとを含んでもよい。
【００４３】
これにより、身体の運動等によって光計測部の装着位置がずれた場合であっても、複数の光計測部の中から、計測に用いられる適切な光計測部が選択され得るので、身体の動きが適切に支援されるアシスト制御方法が実現される。
【００４４】
ここで、アシスト制御方法は、さらに、前記光計測選択ステップで選択された少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、前記身体の血中酸素濃度を算出する血中酸素濃度算出ステップと、前記血中酸素濃度算出ステップで算出された血中酸素濃度が大きいほど前記アクチュエータが大きな力を出力するように前記アクチュエータを駆動する駆動部を制御する駆動部制御ステップとを含んでもよい。
【００４５】
これにより、身体の血中酸素濃度に基づいてアクチュエータが制御されるので、筋肉の酸素消費量に基づいて、筋肉への負担が大きくなっているときにアクチュエータのパワーを増大することが可能となる。よって、身体の動きを適切に支援するパワーアシストが実現される。
【００４６】
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００４７】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係るアシストシステムについて説明する。
【００４８】
図１は、実施の形態１に係るアシストシステム１０の構成を示すブロック図である。
【００４９】
アシストシステム１０は、身体の動きを支援するアクチュエータ１５を制御するパワーアシストであり、光計測デバイス１１及び制御部１３で構成される光計測装置１７と、光計測装置１７によって制御される駆動部１４とで構成される。なお、アシストシステム１０に、光計測装置１７及び駆動部１４に動作用電力を供給するバッテリ等を含む電源（図示せず）が設けられてもよい。
【００５０】
光計測デバイス１１は、対象物に装着される複数の光計測部１２ａ〜１２ｃの集まりである。対象物は、ここでは、身体、より具体的には、脚部１６である。光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれは、対象物に光を照射し、対象物で反射した光を受光して電気信号に変換して出力する光計測を行うセンサであり、対象物の物性を検出する。なお、本実施の形態では、光計測部１２ａ〜１２ｃが発する光は、近赤外光である。
【００５１】
制御部１３は、光計測デバイス１１から出力される信号を処理する信号処理回路であり、光計測デバイス１１と共に身体に装着される。制御部１３は、より詳しくは、アンプ１８ａ、Ａ／Ｄ変換器１８ｂ及びＣＰＵ１８ｃで構成される。アンプ１８ａは、光計測デバイス１１を構成する複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれから出力される信号を増幅する回路である。Ａ／Ｄ変換器１８ｂは、アンプ１８ａで増幅された信号をアナログからデジタルに変換する回路である。ＣＰＵ１８ｃは、Ａ／Ｄ変換器１８ｂから出力される信号を処理し、その処理結果に従って駆動部１４を制御するコントローラであり、例えば、プログラムが格納されたＲＯＭ、一時的にデータを保持するＲＡＭ、プログラムを実行するプロセッサ、周辺機器と接続するための入出力ポート等を備えるマイクロコンピュータである。
【００５２】
駆動部１４は、制御部１３のＣＰＵ１８ｃからの制御信号に従ってアクチュエータ１５を駆動する装置であり、例えば、光計測装置１７と共に身体に装着されるモータドライバである。
【００５３】
アクチュエータ１５は、身体に装着され、身体の動きを支援する機構であり、例えば、モータ及び機構部材等で構成されるリニアアクチュエータである。
【００５４】
図２は、図１に示される光計測デバイス１１の詳細な構成を示すブロック図である。光計測デバイス１１は、基材２８、基材２８の表面上に一列に並ぶように貼り付けられた３つの光計測部１２ａ〜１２ｃ、及び、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃを電気的に接続する配線２７で構成される。
【００５５】
基材２８は、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃを固定するための部材であり、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃを身体に装着して身体が動いた場合であってもそれら３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの相対的な装着位置が維持されるように、ほとんど伸縮性を持たない部材で構成される。例えば、基材２８は、綿、麻、絹、ポリエステル等の布又は皮、テープ等の素材で構成される。
【００５６】
光計測部１２ａは、直線状に並ぶように配置された発光部２６ａ及び２つの受光部２１ａ及び２２ａで構成される。なお、光計測部１２ａを構成する発光部２６ａ及び２つの受光部２１ａ及び２２ａが、一つの樹脂製パッケージ等の基台に取り付けられていてもよい。発光部２６ａは、身体に向けて近赤外光を照射する光源であり、例えば、ＬＥＤチップである。受光部２１ａ及び２２ａは、発光部２６ａから照射されて身体の組織で反射した近赤外光を受光するセンサであり、例えば、フォトダイオード等のフォトセンサである。
【００５７】
より詳しくは、光計測部１２ａは、被測定者の主動筋あるいは運動負荷による影響を受けている筋肉（例えば、太もも）の筋組織内における酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の演算に必要な筋組織中の光吸収を読み取る光学的測定器として機能する。発光部２６ａは、異なる２波長（たとえば、７８０ｎｍ、８２０ｎｍ）の近赤外光を主動筋へ向けて発光する。受光部２１ａ及び２２ａは、発光部２６ａからそれぞれ３０ｍｍ、２０ｍｍの異なる距離をおいて配置され、発光部２６ａからの近赤外光を受光する。
【００５８】
光計測部１２ｂは、光計測部１２ａと同様の構成である、発光部２６ｂ及び２つの受光部２１ｂ及び２２ｂに加えて、撮像部２３ｂを備える。撮像部２３ｂは、光計測部１２ｂが身体に装着されたときの装着位置を検知するために身体の表面を撮像するイメージセンサであり、例えば、２次元状に配置された受光素子で構成される撮像素子である。本実施の形態では、撮像部２３ｂは、直線状に並ぶ発光部２６ｂと受光部２１ｂ及び２２ｂとの間に配置され、発光部２６ｂから照射されて身体の表面で反射した赤外光を受光することで、身体の表面の状態を示す模様を画像として撮像する。よって、光計測部１２ｂは、光計測部１２ａと同様の光学的測定器としての機能に加えて、光計測部１２ｂが装着された身体の表面を撮像する機能を有する。
【００５９】
光計測部１２ｃは、光計測部１２ａと同様の構成、つまり、発光部２６ｃ及び２つの受光部２１ｃ及び２２ｃで構成される。よって、光計測部１２ｃは、光計測部１２ａと同様の光学的測定器としての機能を有する。
【００６０】
なお、光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれにおいて、発光部と受光部とは所定の距離をおいて配置されている。つまり、光計測部１２ａ〜１２ｃのいずれにおいても、発光部と２つの受光部との間の距離は、同じである。
【００６１】
配線２７は、光計測部１２ａ〜１２ｃと制御部１３とを接続する配線であり、基材２８に貼り付けて固定され、光計測部１２ａ〜１２ｃで得られた信号を制御部１３に転送等する。具体的には、配線２７は、光計測部１２ａ〜１２ｃの受光部２１ａ及び２２ａ、２１ｂ及び２２ｂ、２１ｃ及び２２ｃで得られた光強度を示すアナログ信号を制御部１３のアンプ１８ａに転送し、光計測部１２ｂの撮像部２３ｂで得られた画像を示すデジタル信号を制御部１３のＣＰＵ１８ｃに転送する。なお、制御部１３から光計測デバイス１１に制御信号を伝送する配線、及び、制御部１３から光計測デバイス１１に電力を供給する配線等も配線２７に含まれてもよい。
【００６２】
図３は、図１に示される制御部１３の機能構成を示すブロック図である。制御部１３は、ＣＰＵ１８ｃにおいてプロセッサがプログラムを実行することにより実現される機能として、位置ずれ検知部１３ａ、光計測選択部１３ｂ、血中酸素濃度算出部１３ｃ、及び、駆動制御部１３ｄを有する。
【００６３】
位置ずれ検知部１３ａは、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの少なくとも一つについて、身体に装着されてからの位置ずれを検知する。具体的には、位置ずれ検知部１３ａは、光計測部１２ｂに備えられる撮像部２３ｂによって得られる対象物の画像を解析することで、少なくとも一つの光計測部の装着位置についても位置ずれを検知する。例えば、位置ずれ検知部１３ａは、一定周期で撮像部２３ｂから画像を取得するごとに、画像が示す身体表面の模様の２次元的な動きベクトルを移動量として算出することで、位置ずれを検知する。なお、本実施の形態では、「位置ずれ」として、２次元的な動きベクトルが検知されるが、「位置ずれ」は、これに限定されない。「位置ずれ」として、装着位置がずれたことだけが検知されてもよいし、装着位置のずれの大きさだけが検知されてもよいし、装着位置のずれの方向だけが検知されてもよい。
【００６４】
光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで検知された位置ずれに基づいて、光計測部１２ａ〜１２ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する。例えば、直線状に並ぶ３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの中央に位置する光計測部１２ｂが測定箇所に位置するように光計測デバイス１１が身体に貼り付けられたとする。すると、光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで位置ずれが検知される度に、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃから、測定箇所に最も近い一つの光計測部を、計測に用いられる光計測部として選択する。このとき、光計測選択部１３ｂは、光計測デバイス１１の基材２８がほとんど伸縮性を有しないことから、直線状に並ぶ３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの相対的な装着位置が維持されることを前提に、一つの光計測部１２ｂを用いて得られた位置ずれの方向及び大きさから、測定箇所に最も近い一つの光計測部を３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの中から選択する。
【００６５】
血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂで選択された少なくとも一つの光計測部の受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する。本実施の形態では、血中酸素濃度算出部１３ｃは、脚部１６の主に大腿四頭筋組織中の血中酸素濃度を測定する。具体的には、いま、光計測選択部１３ｂによって、測定箇所に最も近い光計測部として、光計測部１２ｂが選択されたとする。血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測部１２ｂを制御することで、光計測部１２ｂの発光部２６ｂから波長７８０ｎｍと８２０ｎｍの光を順に主動筋のある部位（太もも）の表面に照射させ、脂肪組織及び筋組織を透過した反射光を２つの受光部２１ｂ及び２２ｂで検出する。発光部２６ｂから近い位置にある受光部２２ｂには、筋組織よりも表面にある脂肪組織のみを通過した光が多く到達する。一方、発光部２６ｂから離れた位置にある受光部２１ｂには、脂肪組織及び筋組織の両方を通過した光が多く到達する。筋組織中の酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの光の吸収特性は、それぞれ波長をパラメータとして異なっている。よって、血中酸素濃度算出部１３ｃは、受光部２１ｂ及び２２ｂで受光した波長ごとの光の強度を検出し、検出した光強度を、例えば空間分解法等の手法を用いて演算処理することによって、測定箇所の血中酸素濃度として、筋組織中の酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度を算出する。筋組織中の酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度は、運動の状態を示す指標となる。発光部の光の波長は７８０ｎｍと８２０ｎｍを例に挙げたが、この波長に限定されるものではなく、近赤外領域の異なる２つの波長であればよい。
【００６６】
駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する。具体的には、駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度のうち、脱酸素化ヘモグロビン濃度が大きくなればアクチュエータ１５のパワーを大きくするように、駆動部１４を制御する。一方、駆動制御部１３ｄは、脱酸素化ヘモグロビン濃度が小さくなると、アクチュエータ１５のパワーを小さくするように、駆動部１４を制御する。このように制御する理由は次の通りである。
【００６７】
つまり、筋肉は収縮する際にエネルギーを消費する。筋細胞は、血中に溶解した酸素を細胞内に取り込み、酸素を用いてエネルギーを生産する。この筋活動により、血中に溶解する酸素濃度が低下する。酸素化ヘモグロビンは、血中に溶解する酸素濃度が低下したとき、酸素を放出して脱酸素化ヘモグロビンに変化する。このため、酸素化ヘモグロビンの減少量及び脱酸素化ヘモグロビンの増加量はそれぞれ筋肉の酸素消費量と相関している。
【００６８】
脱酸素化ヘモグロビンは、筋肉の酸素消費量に応じて増加する。このため、酸素化ヘモグロビンに比べて、近赤外光の照射部位における血流量の変化の影響を受けにくい。また脱酸素化ヘモグロビンの量が大きくなり、濃度が高まることは、筋肉のエネルギー消費が高まっていることを意味し、より筋肉への負担が大きくなっていることを示す。よって、アクチュエータ１５のパワーを増大して、筋肉のアシストを高める必要がある。反対に、脱酸素化ヘモグロビンの量が小さくなり、濃度が下がることは、筋肉のエネルギー消費が少なくなっていることを意味し、筋肉への負担が小さくなっていることを示す。よって、アクチュエータ１５のパワーを減少して、筋肉のアシストを少なくする。
【００６９】
次に、以上のように構成された本実施の形態に係るアシストシステム１０の動作について説明する。
【００７０】
図４は、本実施の形態に係るアシストシステム１０の動作を示すフローチャートである。ここでは、アシストシステム１０における光計測装置１７の制御部１３による処理の流れ、つまり、アシスト制御方法が示されている。
【００７１】
いま、光計測デバイス１１を構成する直線状に並ぶ３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの中央に位置する光計測部１２ｂが測定箇所に最も近く位置するように、光計測デバイス１１が身体に貼り付けられたとする。この時点では、光計測選択部１３ｂが、中央に位置する光計測部１２ｂが計測に用いられる光計測部として選択していることになる。
【００７２】
位置ずれ検知部１３ａは、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの少なくとも一つについて、光計測部が身体に装着されてからの位置ずれを検知することで、位置ずれが生じたか否かを判断する（位置ずれ検知ステップＳ１０）。具体的には、位置ずれ検知部１３ａは、一定周期で、光計測部１２ｂに備えられる撮像部２３ｂによって得られる対象物の画像を解析することで、位置ずれを検知する。検知した位置ずれが所定値よりも大きい場合に、位置ずれが生じたと判断する。
【００７３】
その結果、位置ずれが生じたと判断された場合には（位置ずれ検知ステップＳ１０でＹｅｓ）、光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知ステップＳ１０で検知された位置ずれに基づいて、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する（光計測選択ステップＳ１１）。例えば、光計測選択部１３ｂは、検知された位置ずれの方向及び大きさに基づいて、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃから、元の測定箇所に最も近い一つの光計測部を、計測に用いられる光計測部として選択し直す。これにより、計測に用いる光計測部として、光計測部１２ｂから光計測部１２ａ又は１２ｃに変更され得る。
【００７４】
なお、位置ずれが生じたと判断されなかった場合には（位置ずれ検知ステップＳ１０でＮｏ）、計測に用いられる光計測部の変更は生じない。
【００７５】
そして、血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂによって選択された少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する（血中酸素濃度算出ステップＳ１２）。本実施の形態では、血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂによって選択された光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの一つを用いて、脚部１６の大腿四頭筋組織中の血中酸素濃度を算出する。具体的には、血中酸素濃度算出部１３ｃは、選択された一つの光計測部を制御することで、発光部から２つの波長の光を順に主動筋のある部位（太もも）の表面に照射させ、その反射光を２つの受光部で検出させ、検出された波長ごとの光の強度を、空間分解法を用いて演算処理することによって、測定箇所の血中酸素濃度として、筋組織中の酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度を算出する。
【００７６】
さらに、駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出ステップＳ１２で算出された血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する（駆動部制御ステップＳ１３）。具体的には、駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度のうち、脱酸素化ヘモグロビン濃度が大きくなればアクチュエータ１５のパワーを大きくするよう駆動部１４を制御し、一方、脱酸素化ヘモグロビン濃度が小さくなるとアクチュエータ１５のパワーを小さくするよう駆動部１４を制御する。
【００７７】
なお、上記ステップＳ１０〜Ｓ１３の実行頻度としては、全体のステップＳ１０〜Ｓ１３を一定周期で繰り返してもよいし、あるいは、ステップＳ１３については常時実行とし、ステップＳ１０〜Ｓ１２については５秒等の一定周期で実行してもよい。
【００７８】
図５Ａ及び図５Ｂは、本実施の形態に係るアシストシステム１０の動作を説明する図である。具体的には、図５Ａは、脚部１６の大腿部１６ａに貼り付けられた直後における光計測デバイス１１の装着位置を示す模式断面図である。図５Ｂは、位置ずれが生じた状態における光計測デバイス１１の装着位置を示す模式断面図である。これらの図において、測定箇所１６ｂも併せて図示されている。
【００７９】
図５Ａに示されるように、光計測デバイス１１は、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの発光部２６ａ〜２６ｃ、受光部２１ａ〜２１ｃ及び２２ａ〜２２ｃ、及び、撮像部２３ｂが大腿部１６ａの肌に密着するように貼り付けられる。このとき、直線状に並ぶ３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの中央に位置する光計測部１２ｂが測定箇所１６ｂに最も近くなるように装着されている。
【００８０】
いま、被測定者が歩行を開始したことにより、図５Ｂに示されるように、光計測デバイス１１が位置ずれを起こしたとする。この例では、光計測デバイス１１は、大腿部１６ａの表面上で図面における左方向に距離Ｌだけ位置ずれを起こしている。この位置ずれは、位置ずれ検知部１３ａで検知される。つまり、位置ずれ検知部１３ａは、一定周期で撮像部２３ｂによって得られる大腿部１６ａの表面の模様の動きベクトルを算出することで、光計測デバイス１１が大腿部１６ａの表面上で図面における左方向に距離Ｌだけ位置ずれを起こしたと検知する。
【００８１】
その結果、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの相対位置がほとんどずれないことから、元の測定箇所１６ｂに最も近い光計測部は、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの光計測部１２ｂから光計測部１２ｃに変化する。よって、光計測選択部１３ｂは、検知された位置ずれの方向及び大きさに基づいて、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃから、元の測定箇所１６ｂに最も近い光計測部１２ｃを、計測に用いられる光計測部として選択し直す。
【００８２】
その後、血中酸素濃度算出部１３ｃにより、測定箇所１６ｂに最も近い光計測部１２ｃを用いて大腿部１６ａにおける血中酸素濃度が算出される。そして、駆動制御部１３ｄにより、算出された血中酸素濃度に基づいて、アクチュエータ１５が制御される。
【００８３】
以上のように、本実施の形態に係る光計測装置１７は、身体等の対象物に装着され、対象物に光を照射する発光部、及び、発光部から照射されて対象物で反射した光を受光する受光部を有する複数の光計測部１２ａ〜１２ｃと、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃから出力される信号を処理する制御部１３とを備える。制御部１３は、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの少なくとも一つについて、対象物に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知部１３ａと、位置ずれ検知部１３ａで検知された位置ずれに基づいて、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択部１３ｂとを有する。
【００８４】
これにより、身体の運動等によって光計測部１２ａ〜１２ｃの装着位置がずれた場合であっても、その位置ずれが検知され、検知された位置ずれに基づいて、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部が選択される。よって、装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置１７が実現される。
【００８５】
そして、光計測装置１７は、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの少なくとも一つ（ここでは、光計測部１２ｂ）に設けられた撮像部２３ｂを備え、位置ずれ検知部１３ａは、撮像部２３ｂによって得られる対象物の画像を解析することで、位置ずれを検知する。これにより、装着される身体の表面における模様を用いた画像認識によって光計測部の位置ずれが認識されるので、高い精度で位置ずれが検知される。
【００８６】
また、撮像部２３ｂは、当該撮像部２３ｂが設けられた光計測部１２ｂが有する発光部２６ｂから照射されて対象物で反射した光を受光する。これにより、発光部２６ｂが受光部２１ｂ及び２２ｂによる光計測だけでなく撮像のためにも利用されるので、簡易な構成で位置ずれ検知部１３ａが実現される。
【００８７】
また、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれにおいて、発光部２６ａ〜２６ｃと受光部とは所定の距離をおいて配置されている。これにより、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃでは、いずれも、発光部と受光部との距離が同じであるので、同一の光学的な条件の下で光計測が行われる。
【００８８】
また、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれが有する発光部は、近赤外光を発光するＬＥＤを有し、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれが有する受光部は、近赤外光を受光するフォトセンサを有する。これにより、物体に吸収され易い近赤外光を用いた光計測によって、生体の組織における血中酸素濃度等の各種物性が検出される。
【００８９】
また、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれは、複数の受光部を有する。これにより、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれにおいて、対象物に向けて同一の発光部から発光されて異なる深さの箇所で反射された光が複数の受光部に入射するので、対象物の異なる深さにおける物性を検知できる。
【００９０】
また、対象物は身体であり、制御部１３は、光計測選択部１３ｂによって選択された少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する血中酸素濃度算出部１３ｃを有する。これにより、身体の血中酸素濃度が算出され、筋活動が検出されるので、アシストシステムに用いられる筋活動検出部として好適な光計測装置１７が実現される。
【００９１】
また、本実施の形態に係るアシストシステム１０は、身体の動きを支援するアクチュエータ１５を制御するパワーアシストであって、アクチュエータ１５を駆動する駆動部１４と、駆動部１４を制御する光計測装置１７とを備える。光計測装置１７が備える制御部１３は、算出した血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する駆動制御部１３ｄを有する。
【００９２】
これにより、身体の運動等によって光計測部１２ａ〜１２ｃの装着位置がずれた場合であっても、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃの中から、計測に用いられる適切な光計測部が選択され得るので、身体の動きが適切に支援されるアシストシステム１０が実現される。
【００９３】
また、本実施の形態に係るアシスト制御方法は、身体に装着される複数の光計測部１２ａ〜１２ｃを用いて、身体の動きを支援するアクチュエータ１５を制御するアシストシステム１０における制御方法であって、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのそれぞれは、身体に光を照射する発光部、及び、発光部から照射されて身体で反射した光を受光する受光部を有し、アシスト制御方法は、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃのうちの少なくとも一つについて、身体に装着されてからの位置ずれを検知する位置ずれ検知ステップＳ１０と、位置ずれ検知ステップＳ１０で検知された位置ずれに基づいて、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する光計測選択ステップＳ１１とを含む。
【００９４】
これにより、身体の運動等によって光計測部１２ａ〜１２ｃの装着位置がずれた場合であっても、複数の光計測部１２ａ〜１２ｃの中から、計測に用いられる適切な光計測部が選択され得るので、身体の動きが適切に支援されるアシスト制御方法が実現される。
【００９５】
また、アシスト制御方法は、さらに、光計測選択ステップＳ１１で選択された少なくとも一つの光計測部が有する受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する血中酸素濃度算出ステップＳ１２と、血中酸素濃度算出ステップＳ１２で算出された血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、アクチュエータ１５を駆動する駆動部を制御する駆動部制御ステップＳ１３とを含む。
【００９６】
これにより、身体の血中酸素濃度に基づいてアクチュエータ１５が制御されるので、筋肉の酸素消費量に基づいて、筋肉への負担が大きくなっているときにアクチュエータ１５のパワーを増大することが可能となる。よって、身体の動きを適切に支援するパワーアシストが実現される。
【００９７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る光計測装置について説明する。
【００９８】
実施の形態２に係る光計測装置は、実施の形態１に係る光計測装置１７が備える光計測デバイス１１を新たな形態の光計測デバイスに置き換えた構成を備える。
【００９９】
図６は、実施の形態２に係る光計測装置が備える光計測デバイス３０の構成を示すブロック図である。光計測デバイス３０は、基材３８、基材３８の表面上に２次元状に配置するように貼り付けられた９つの光計測部３０ａ〜３０ｉ、及び、９つの光計測部３０ａ〜３０ｉを電気的に接続する配線３７ａ〜３７ｄで構成される。基材３８及び配線３７ａ〜３７ｄは、それぞれ、実施の形態１の基材２８及び配線２７と同じ素材であり、同じ機能を果たす。
【０１００】
９つの光計測部３０ａ〜３０ｉは、対象物に接する面における第１方向及び第１方向とは異なる第２方向に並ぶように２次元状に配置されている。本実施の形態では、第１方向は、図面における横方向であり、第２方向は、図面における縦方向である。光計測部３０ａ〜３０ｉは、第１方向に延びる配線３７ａ〜３７ｃ及び第２方向に延びる配線３７ｄを介して制御部１３に接続される。
【０１０１】
９つの光計測部３０ａ〜３０ｉのうち、中心に位置する光計測部３０ｅを除く８つの光計測部３０ａ〜３０ｄ及び３０ｆ〜３０ｉは、実施の形態１の光計測部１２ａ及び１２ｃと同じ構成を備える。つまり、光計測部３０ａ〜３０ｄ及び３０ｆ〜３０ｉは、それぞれ、発光部３６ａ〜３６ｄ及び３６ｆ〜３６ｉ、受光部３１ａ〜３１ｄ及び３１ｆ〜３１ｉ、及び、受光部３２ａ〜３２ｄ及び３２ｆ〜３２ｉで構成される。よって、光計測部３０ａ〜３０ｄ及び３０ｆ〜３０ｉは、実施の形態１の光計測部１２ａ及び１２ｃと同様の光学的測定器としての機能を有する。
【０１０２】
９つの光計測部３０ａ〜３０ｉの中心に位置する光計測部３０ｅは、実施の形態１の光計測部１２ｂと同じ構成を備える。つまり、光計測部３０ｅは、発光部３６ｂ及び２つの受光部３１ｅ及び３２ｅに加えて、撮像部３３ｅを備える。よって、光計測部３０ｅは、光計測部３０ａ〜３０ｄ及び３０ｆ〜３０ｉと同様の光学的測定器としての機能に加えて、光計測部３０ｅが装着された身体の表面を撮像する機能を有する。
【０１０３】
図７Ａは、図６に示された９つの光計測部３０ａ〜３０ｉに備えられる９つの発光部３６ａ〜３６ｉの配線例を示す図である。ここでは、パッシブマトリクス方式による配線例が示されている。
【０１０４】
９つの発光部３６ａ〜３６ｉは、マトリクス状に配置されている。行方向に延びる３本の配線３７ａ１〜３７ｃ１と列方向に延びる３本の配線３７ｄとの交点に、９つの発光部３６ａ〜３６ｉのＬＥＤ３６３ａ〜３６３ｉが接続されている。制御部１３は、行方向に延びる３本の配線３７ａ１〜３７ｃ１と列方向に延びる３本の配線３７ｄとを介して、パッシブマトリクス駆動で、９つの発光部３６ａ〜３６ｉのＬＥＤ３６３ａ〜３６３ｉを発光させる。
【０１０５】
具体的には、制御部１３は、まず第一行目の配線３７ａ１に走査信号を出力することで第一行目を選択し、列方向に延びる３本の配線３７ｄに点灯用のデータを出力することで、第一行目の発光部３６ａ〜３６ｃを点灯させ、第一行目の光計測部３０ａ〜３０ｃの受光部による光計測を行う。次に第二行目の配線３７ｂ１に走査信号を出力することで第二行目を選択し、列方向に延びる３本の配線３７ｄに点灯用のデータを出力することで、第二行目の発光部３６ｄ〜３６ｆを点灯させ、第二行目の光計測部３０ｄ〜３０ｆの受光部による光計測を行う。最後に第三行目の配線３７ｃ１に走査信号を出力することで第三行目を選択し、列方向に延びる３本の配線３７ｄに点灯用のデータを出力することで、第三行目の発光部３６ｇ〜３６ｉを点灯させ、第三行目の光計測部３０ｇ〜３０ｉの受光部による光計測を行う。
【０１０６】
このような本実施の形態に係る光計測デバイス３０を備える光計測装置を実施の形態１のアシストシステム１０に適用した場合には、光計測装置の制御部１３は、次のように動作する。
【０１０７】
位置ずれ検知部１３ａは、一定周期で光計測部３０ｅの撮像部３３ｅから画像を取得するごとに、画像が示す身体表面の模様の２次元的な動きベクトルを移動量として算出することで、位置ずれを検知する。
【０１０８】
光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで検知された位置ずれに基づいて、光計測部３０ａ〜３０ｉから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する。具体的には、光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで検知された位置ずれを示す２次元的な動きベクトルに従って、９つの光計測部３０ａ〜３０ｉから、測定箇所１６ｂに最も近い一つの光計測部を、計測に用いられる光計測部として選択する。
【０１０９】
血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂで選択された一つの光計測部の受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する。駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する。
【０１１０】
このように、本実施の形態に係る光計測装置では、複数の光計測部３０ａ〜３０ｉは、対象物に接する面における第１方向及び第１方向とは異なる第２方向に並ぶように２次元状に配置されている。これにより、複数の光計測部３０ａ〜３０ｉが２次元状に配置されるので、対象物の広い領域にわたって光計測が行われ、同時に多くの情報が得られる。
【０１１１】
また、位置ずれ検知部１３ａは、複数の光計測部３０ａ〜３０ｉのうちの少なくとも一つについて、第１方向及び第２方向における位置ずれを検知する。これにより、検知された２次元方向の位置ずれに基づいて、複数の光計測部３０ａ〜３０ｉから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部が選択される。よって、装着位置が２次元方向のいずれの方向にずれた場合であっても、従来よりも適切なアシストを可能にする光計測装置が実現される。
【０１１２】
また、制御部１３は、パッシブマトリクス方式により、９つの光計測部３０ａ〜３０ｉが有する発光部３６ａ〜３６ｉを発光させる制御をする。これにより、パッシブマトリクス方式という簡単な制御回路によって９つの光計測部３０ａ〜３０ｉの発光部３６ａ〜３６ｉを発光させることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態では、パッシブマトリクス方式により、９つの光計測部３０ａ〜３０ｉが有する発光部３６ａ〜３６ｉの発光が制御されたが、この方式に限られず、アクティブマトリクス方式で発光が制御されてもよい。
【０１１４】
図７Ｂは、図６に示された９つの光計測部３０ａ〜３０ｉに備えられる９つの発光部３６ａ〜３６ｉの別の配線例を示す図である。ここでは、アクティブマトリクス方式による配線例が示されている。
【０１１５】
９つの発光部３６ａ〜３６ｉは、マトリクス状に配置されている。行方向に延びる３本の配線３７ａ１〜３７ｃ１と列方向に延びる３本の配線３７ｄとの交点に、９つの発光部３６ａ〜３６ｉが接続されている。９つの発光部３６ａ〜３６ｉのそれぞれは、２つのトランジスタ３６１ａ〜３６１ｉ及び３６２ａ〜３６２ｉ、ＬＥＤ３６３ａ〜３６３ｉ、並びに、コンデンサ３６４ａ〜３６４ｉで構成される。制御部１３は、行方向に延びる３本の配線３７ａ１〜３７ｃ１と列方向に延びる３本の配線３７ｄとを介して、アクティブマトリクス駆動で、９つの発光部３６ａ〜３６ｉを発光させる。なお、列方向に延びる３本の配線３７ｅは、電流を供給する電源線である。
【０１１６】
具体的には、制御部１３は、まず第一行目の配線３７ａ１に走査信号を出力してトランジスタ３６１ａ〜３６１ｃをオンさせることで第一行目を選択し、列方向に延びる３本の配線３７ｄに点灯用のデータを出力してコンデンサ３６４ａ〜３６４ｃに前記データに応じた電荷を蓄える。これにより、コンデンサ３６４ａ〜３６４ｃに蓄えられた電荷に応じて、配線３７ｅからトランジスタ３６２ａ〜３６２ｃを介してＬＥＤ３６３ａ〜３６３ｃに電流が流れ、第一行目の発光部３６ａ〜３６ｃが点灯し、第一行目の光計測部３０ａ〜３０ｃの受光部による光計測が行われる。次に、同様の動作により、第二行目の発光部３６ｄ〜３６ｆが点灯し、第二行目の光計測部３０ｄ〜３０ｆの受光部による光計測が行われる。最後に、同様の動作により、第三行目の発光部３６ｇ〜３６ｉが点灯し、第三行目の光計測部３０ｇ〜３０ｉの受光部による光計測が行われる。このようなアクティブマトリクス駆動では、各行の発光部には、走査信号が１スキャンする間にコンデンサに電荷が蓄えられ、ＬＥＤは、次のデータが入力されてコンデンサに電荷が蓄えられるまでの間ずっと点灯する。よって、その点灯中に、受光部による光計測が行われる。
【０１１７】
このように、図７Ｂに示される配線例では、制御部１３は、アクティブマトリクス方式により、９つの光計測部３０ａ〜３０ｉが有する発光部３６ａ〜３６ｉを発光させる制御をする。これにより、アクティブマトリクス方式というトランジスタを用いた制御方式により、９つの光計測部３０ａ〜３０ｉの発光部３６ａ〜３６ｉのそれぞれに対して、所望の明るさ及びタイミングで、発光させることができる。
【０１１８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る光計測装置について説明する。
【０１１９】
実施の形態３に係る光計測装置は、実施の形態１に係る光計測装置１７が備える光計測デバイス１１を新たな形態の光計測デバイスに置き換えた構成を備える。
【０１２０】
図８は、実施の形態３に係る光計測装置が備える光計測デバイス４０の構成を示すブロック図である。光計測デバイス４０は、基材４８、基材４８の表面上に一列に並ぶように貼り付けられた３つの光計測部４０ａ〜４０ｃ、及び、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃを電気的に接続する配線４７で構成される。基材４８及び配線４７は、それぞれ、実施の形態１の基材２８及び配線２７と同じ素材であり、同じ機能を果たす。
【０１２１】
３つの光計測部４０ａ〜４０ｃは、実施の形態１の光計測部１２ｂと同じ構成を備える。つまり、光計測部４０ａ〜４０ｃは、それぞれ、発光部４６ａ〜４６ｃ、受光部４１ａ〜４１ｃ、受光部４２ａ〜４２ｃに加えて、撮像部４３ａ〜４３ｃを備える。よって、光計測部４０ａ〜４０ｃは、いずれも、実施の形態１の光計測部１２ｂと同様に、光学的測定器としての機能と、装着された身体の表面を撮像する機能とを有する。
【０１２２】
このような本実施の形態に係る光計測デバイス４０を備える光計測装置を実施の形態１のアシストシステム１０に適用した場合には、光計測装置の制御部１３は、次のように動作する。
【０１２３】
位置ずれ検知部１３ａは、一定周期で光計測部４０ａ〜４０ｃの撮像部４３ａ〜４３ｃから画像を取得するごとに、画像が示す身体表面の模様の２次元的な動きベクトルを移動量として算出することで、光計測部４０ａ〜４０ｃそれぞれの位置ずれを検知する。
【０１２４】
光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで検知された光計測部４０ａ〜４０ｃそれぞれの位置ずれに基づいて、光計測部４０ａ〜４０ｃから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する。具体的には、光計測選択部１３ｂは、光計測部４０ａの撮像部４３ａからの画像で得られた位置ずれから光計測部４０ａと測定箇所１６ｂとの距離を算出する。光計測選択部１３ｂは、光計測部４０ｂの撮像部４３ｂからの画像で得られた位置ずれから光計測部４０ｂと測定箇所１６ｂとの距離を算出する。光計測選択部１３ｂは、光計測部４０ｃの撮像部４３ｃからの画像で得られた位置ずれから光計測部４０ｃと測定箇所１６ｂとの距離を算出する。そして、光計測選択部１３ｂは、得られた３つの距離の中から最小のものを選択し、選択した最小の距離に対応する一つの光計測部を、計測に用いられる光計測部として選択する。
【０１２５】
血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂで選択された一つの光計測部の受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する。駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する。
【０１２６】
このように、本実施の形態に係る光計測装置では、複数の光計測部４０ａ〜４０ｃのそれぞれに撮像部４３ａ〜４３ｃが設けられている。これにより、複数の光計測部４０ａ〜４０ｃの相対位置がくずれるように装着位置がずれた場合であっても、複数の光計測部４０ａ〜４０ｃのそれぞれについて、独立して、装着位置のずれが高い精度で検知される。よって、このような光計測装置により、より適切に身体の動きが支援されるアシストシステムが実現される。
【０１２７】
なお、本実施の形態では、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃのいずれについても撮像部が設けられたが、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃのうちのいずれか２つの光計測部についてだけ撮像部が設けられてもよい。この場合には、撮像部が設けられた光計測部については、その撮像部からの画像で得られた位置ずれからその光計測部と測定箇所との距離を算出する。一方、撮像部が設けられていない光計測部については、隣接する光計測部との相対位置が維持されることを前提として、隣接する光計測部の撮像部からの画像で得られた位置ずれから光計測部と測定箇所との距離を算出する。そして、算出された３つの距離の中からから最小のものを選択し、選択した最小の距離に対応する一つの光計測部を、計測に用いられる光計測部として選択すればよい。
【０１２８】
また、本実施の形態では、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃが貼り付けられる基材４８は、実施の形態１の基材２８と同様に、ほとんど伸縮性を持たない部材で構成されたが、このような部材に限られず、伸縮性を持つ部材で構成されてもよい。
【０１２９】
図９は、実施の形態３の変形例に係る光計測装置が備える光計測デバイス１４０の構成を示すブロック図である。光計測デバイス１４０は、実施の形態３の光計測デバイス４０における基材４８及び配線４７を、それぞれ、伸縮性を持つ基材１４８及び伸縮性を持つ配線１４７に置き換えた構成を備える。
【０１３０】
基材１４８は、ニット又はゴム生地等の伸縮性のある部材で構成され、例えば、脚用サポータのような構造に形成され、身体の表面にフィットして固定される。
【０１３１】
配線１４７は、光計測部４０ａ〜４０ｃと制御部１３とを接続する伸縮可能な配線である。例えば、配線１４７は、伸縮可能な導電性高分子で構成される配線、伸び代を有して引っ張られると一直線状に伸びるミアンダ配線、又は、バネ構造の３次元形状を有する伸縮可能な配線である。
【０１３２】
このような構成を備える本変形例における光計測デバイス１４０は、伸縮性を持つ基材１４８及び配線１４７で構成されるので、身体にフィットし、位置ずれが生じにくい。
【０１３３】
また、たとえ、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃの相対位置がくずれるように光計測デバイス１４０の装着位置がずれた場合であっても、実施の形態３と同様に、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃのそれぞれに撮像部４３ａ〜４３ｃが設けられているので、３つの光計測部４０ａ〜４０ｃのそれぞれについて、独立して、装着位置のずれが高い精度で検知される。
【０１３４】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る光計測装置について説明する。
【０１３５】
実施の形態４に係る光計測装置は、実施の形態２に係る光計測装置が備える光計測デバイス３０を新たな形態の光計測デバイスに置き換えた構成を備える。
【０１３６】
図１０は、実施の形態４に係る光計測装置が備える光計測デバイス１３０の構成を示すブロック図である。光計測デバイス１３０は、基材１３８、基材１３８の表面上に２次元状に配置するように貼り付けられた９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉ、及び、９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉを電気的に接続する配線１３７ａ〜１３７ｄで構成される。
【０１３７】
９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉは、実施の形態１の光計測部１２ｂと同じ構成を備える。つまり、光計測部１３０ａ〜１３０ｉは、それぞれ、発光部１３６ａ〜１３６ｉ、受光部１３１ａ〜１３１ｉ、受光部１３２ａ〜１３２ｉに加えて、撮像部１３３ａ〜１３３ｉを備える。よって、光計測部１３０ａ〜１３０ｉは、いずれも、実施の形態１の光計測部１２ｂと同様に、光学的測定器としての機能と、装着された身体の表面を撮像する機能とを有する。
【０１３８】
基材１３８及び配線１３７ａ〜１３７ｄは、それぞれ、実施の形態３の変形例における基材１４８及び配線１４７と同じ素材であり、同じ機能を果たす。
【０１３９】
９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉが備える９つの発光部１３６ａ〜１３６ｉは、図７Ａに示されるパッシブマトリクス方式、又は、図７Ｂに示されるアクティブマトリクス方式によって発光が制御される。
【０１４０】
このような本実施の形態に係る光計測デバイス１３０を備える光計測装置を実施の形態１のアシストシステム１０に適用した場合には、光計測装置の制御部１３は、次のように動作する。
【０１４１】
位置ずれ検知部１３ａは、一定周期で光計測部１３０ａ〜１３０ｉの撮像部１３３ａ〜１３３ｉから画像を取得するごとに、画像が示す身体表面の模様の２次元的な動きベクトルを移動量として算出することで、光計測部１３０ａ〜１３０ｉそれぞれの位置ずれを検知する。
【０１４２】
光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで検知された光計測部１３０ａ〜１３０ｉそれぞれの位置ずれに基づいて、光計測部１３０ａ〜１３０ｉから、計測に用いられる少なくとも一つの光計測部を選択する。具体的には、光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａで検知された光計測部１３０ａ〜１３０ｉの位置ずれに基づいて、光計測部１３０ａ〜１３０ｉそれぞれと測定箇所１６ｂとの距離を算出する。そして、光計測選択部１３ｂは、得られた９つの距離の中から最小のものを選択し、選択した最小の距離に対応する一つの光計測部を、計測に用いられる光計測部として選択する。
【０１４３】
血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂで選択された一つの光計測部の受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する。駆動制御部１３ｄは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する。
【０１４４】
このように、本実施の形態に係る光計測装置が備える光計測デバイス１３０は、伸縮性を持つ基材１３８及び配線１３７ａ〜１３７ｄで構成されるので、身体にフィットし、位置ずれが生じにくい。
【０１４５】
また、たとえ、９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉの相対位置がくずれるように光計測デバイス１３０の装着位置がずれた場合であっても、９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉのそれぞれに撮像部１３３ａ〜１３３ｉが設けられているので、９つの光計測部１３０ａ〜１３０ｉのそれぞれについて、独立して、装着位置のずれが高い精度で検知される。
【０１４６】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る光計測装置について説明する。
【０１４７】
実施の形態５に係る光計測装置は、実施の形態１に係る光計測装置１７が備える光計測デバイス１１を新たな形態の光計測デバイスに置き換え、実施の形態１に係る制御部１３を新たな制御部に置き換えた構成を備える。
【０１４８】
図１１は、実施の形態５に係る光計測装置が備える光計測デバイス５０の構成を示すブロック図である。光計測デバイス５０は、基材５８、基材５８の表面上に一列に並ぶように貼り付けられた３つの光計測部５０ａ〜５０ｃ、及び、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃを電気的に接続する配線５７で構成される。基材５８及び配線５７は、それぞれ、実施の形態１の基材５８及び配線５７と同じ素材であり、同じ機能を果たす。
【０１４９】
３つの光計測部５０ａ〜５０ｃは、実施の形態１の光計測部１２ａ及び１２ｃと同じ構成を備える。つまり、光計測部５０ａ〜５０ｃは、それぞれ、発光部５６ａ〜５６ｃ、受光部５１ａ〜５１ｃ、受光部５２ａ〜５２ｃを備える。よって、光計測部５０ａ〜５０ｃは、いずれも、実施の形態１の光計測部１２ａ及び１２ｃと同様の光学的測定器としての機能を有する。
【０１５０】
本実施の形態では、光計測デバイス５０には撮像部が設けられていないが、光計測デバイス５０から出力された信号を処理する制御部１３によって、光計測部５０ａ〜５０ｃの位置ずれが検知される。
【０１５１】
図１２は、本実施の形態に係る光計測装置の制御部１３による処理の流れを示すフローチャートである。
【０１５２】
まず、血中酸素濃度算出部１３ｃは、暫定的な血中酸素濃度の算出として、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれを用いて、受光部５１ａ〜５１ｃ、５２ａ〜５２ｃから出力される信号に基づいて身体の血中酸素濃度の算出を繰り返す（Ｓ２０）。
【０１５３】
次に、位置ずれ検知部１３ａは、血中酸素濃度算出部１３ｃで暫定的に算出された血中酸素濃度のばらつきを、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれの位置ずれとして、検知する（Ｓ２１）。なお、「ばらつき」とは、血中酸素濃度の時系列データにおける振れ幅である。
【０１５４】
次に、光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａによって検知された位置ずれが最も小さい光計測部を、計測に用いる光計測部として選択する（Ｓ２２）。
【０１５５】
そして、駆動制御部１３ｄは、光計測選択部１３ｂで選択された光計測部を用いて算出された血中酸素濃度に基づいてアクチュエータ１５を制御する（Ｓ２３）。具体的には、駆動制御部１３ｄは、光計測選択部１３ｂで選択された光計測部を用いて算出された血中酸素濃度を、制御に用いる正式な血中酸素濃度とし、その血中酸素濃度が大きいほどアクチュエータ１５が大きな力を出力するように、駆動部１４を制御する。
【０１５６】
なお、上記ステップＳ２０〜Ｓ２３の実行頻度としては、全体のステップＳ２０〜Ｓ２３を一定周期で繰り返してもよいし、あるいは、ステップＳ２０及びＳ２３については常時実行とし、ステップＳ２１及びＳ２２については５秒等の一定周期で実行することとしてもよい。
【０１５７】
図１３は、本実施の形態に係る光計測装置の制御部１３による処理を説明するための図である。ここでは、血中酸素濃度算出部１３ｃで暫定的に算出された血中酸素濃度、具体的には、脱酸素化ヘモグロビン濃度の時系列データの一例が示されている。縦軸は、脱酸素化ヘモグロビン濃度（ｍｍｏｌ）であり、横軸は、計測を開始してからの経過時間である。計測を開始してから約２５０秒までは、被測定者は安静状態にあり、その後、身体を動かし始めている。
【０１５８】
一般に、脱酸素化ヘモグロビン濃度は、０．０２〜０．０３ｍｍｏｌ／Ｌの間である。
【０１５９】
図１３に示されるデータでは、安静時には脱酸素化ヘモグロビン濃度は、０．０２〜０．０３ｍｍｏｌ／Ｌであり、振れ幅も０．００１ｍｍｏｌ／Ｌ以下である。ところが、身体を動かし始めると、脱酸素化ヘモグロビン濃度は、振れ幅が０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ以上になり、最終的には０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ以上を示している。これは脱酸素化ヘモグロビン濃度が正確に計測できておらず、光計測装置の位置ずれが生じ、データにノイズが乗った状態といえる。
【０１６０】
そこで、本実施の形態では、位置ずれ検知部１３ａは、血中酸素濃度算出部１３ｃで暫定的に算出された血中酸素濃度のばらつきを、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれの位置ずれとして、検知する。そして、光計測選択部１３ｂは、位置ずれ検知部１３ａによって検知された位置ずれが最も小さい光計測部を、計測に用いる光計測部として選択する。駆動制御部１３ｄは、光計測選択部１３ｂで選択された光計測部の血中酸素濃度を用いてアクチュエータ１５を制御する。
【０１６１】
これにより、図１３に示される血中酸素濃度よりも小さなばらつきの血中酸素濃度を示す光計測部がある場合には、その光計測部が計測に用いるもものとして選択され、ばらつきの小さな血中酸素濃度を用いた、安定したアクチュエータ１５の制御が実現される。
【０１６２】
このように、本実施の形態に係る光計測装置では、血中酸素濃度算出部１３ｃは、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれを用いて、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれの受光部から出力される信号に基づいて、身体の血中酸素濃度を算出する。そして、位置ずれ検知部１３ａは、血中酸素濃度算出部１３ｃで算出された血中酸素濃度のばらつきに基づいて、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれの位置ずれを検知する。
【０１６３】
これにより、暫定的に算出された血中酸素濃度に基づいて光計測部の位置ずれが検知されるので、位置ずれ検知のための撮像部等の特別なセンサを光計測デバイス５０に設けることが不要となり、全体としてコンパクトな光計測装置が実現される。
【０１６４】
また、本実施の形態では、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃが貼り付けられる基材５８は、実施の形態１の基材２８と同様に、ほとんど伸縮性を持たない部材で構成されたが、このような部材に限られず、伸縮性を持つ部材で構成されてもよい。
【０１６５】
図１４は、実施の形態５の変形例に係る光計測装置が備える光計測デバイス１５０の構成を示すブロック図である。光計測デバイス１５０は、実施の形態５の光計測デバイス５０における基材５８及び配線５７を、それぞれ、伸縮性を持つ基材１５８及び伸縮性を持つ配線１５７に置き換えた構成を備える。
【０１６６】
基材１５８及び配線１５７は、それぞれ、実施の形態３の変形例における基材１４８及び配線１４７と同じ素材であり、同じ機能を果たす。
【０１６７】
このような構成を備える本変形例における光計測デバイス１５０は、伸縮性を持つ基材１５８及び配線１５７で構成されるので、身体にフィットし、位置ずれが生じにくい。
【０１６８】
また、たとえ、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃの相対位置がくずれるように光計測デバイス１５０装着位置がずれた場合であっても、実施の形態５と同様に、３つの光計測部５０ａ〜５０ｃのそれぞれについて、暫定的に算出された血中酸素濃度に基づいて、独立して、装着位置のずれが高い精度で検知される。
【０１６９】
以上、本開示の光計測装置、アシストシステム及びアシスト制御方法について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態又は変形例に施したものや、実施の形態及び変形例における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【０１７０】
例えば、上記実施の形態及び変形例では、光計測選択部１３ｂは、複数の光計測部から、計測に用いられる一つの光計測部を選択したが、これに限られず、２つ以上の光計測部を選択してもよい。例えば、光計測選択部１３ｂは、３つの光計測部１２ａ〜１２ｃの中から、測定箇所１６ｂに最も近い光計測部と次に近い光計測部を選択する。そして、血中酸素濃度算出部１３ｃは、光計測選択部１３ｂで選択された２つの光計測部のそれぞれから出力される信号に基づいて、２つの血中酸素濃度を算出し、それら２つの血中酸素濃度の平均値を最終的な血中酸素濃度として出力する。これにより、測定箇所１６ｂと光計測デバイス１１との位置関係によっては、複数の光計測部を用いた精度の高い血中酸素濃度の算出が可能になる。
【０１７１】
また、上記実施の形態及び変形例では、光計測装置は、アシストシステム１０に適用されたが、この用途に限定されものではない。光計測装置は、単独の血中酸素濃度計として用いられてもよいし、患者の状態を監視する血中酸素濃度計として用いられてもよい。
【０１７２】
また、上記実施の形態及び変形例では、光計測部に設けられる撮像部は、２次元状に配置された受光素子で構成されるイメージセンサであったが、これに限定されない。撮像部は、一次元状に配置された受光素子で構成されるリニアセンサであってもよい。撮像部は、リニアセンサであっても、少なくとの一次元での光計測部の位置ずれを検知することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本開示は、光計測装置及びアシストシステムとして、特に、装着位置がずれても、正確な計測を可能にする光計測装置等として、例えば、近赤外光を用いて生体の血中酸素濃度を算出する光計測装置等として、利用できる。
【符号の説明】
【０１７４】
１０  アシストシステム
１１、３０、４０、５０、１３０、１４０、１５０  光計測デバイス
１２ａ〜１２ｃ、３０ａ〜３０ｉ、４０ａ〜４０ｃ、５０ａ〜５０ｃ、１３０ａ〜１３０ｉ  光計測部
１３  制御部（信号処理回路）
１３ａ  位置ずれ検知部
１３ｂ  光計測選択部
１３ｃ  血中酸素濃度算出部
１３ｄ  駆動制御部
１４  駆動部
１５  アクチュエータ
１６  脚部
１６ａ  大腿部
１６ｂ  測定箇所
１７  光計測装置
１８ａ  アンプ
１８ｂ  Ａ／Ｄ変換器
１８ｃ  ＣＰＵ
２１ａ〜２１ｃ、２２ａ〜２２ｃ、３１ａ〜３１ｉ、３２ａ〜３２ｉ、４１ａ〜４１ｃ、４２ａ〜４２ｃ、５１ａ〜５１ｃ、５２ａ〜５２ｃ、１３１ａ〜１３１ｉ、１３２ａ〜１３２ｉ  受光部
２３ｂ、３３ｅ、４３ａ〜４３ｃ、１３３ａ〜１３３ｉ  撮像部
２６ａ〜２６ｃ、３６ａ〜３６ｉ、４６ａ〜４６ｃ、５６ａ〜５６ｃ、１３６ａ〜１３６ｉ  発光部
２７、３７ａ〜３７ｅ、３７ａ１〜３７ｃ１、４７、５７、１３７ａ〜１３７ｄ、１４７、１５７  配線
２８、３８、４８、５８、１３８、１４８、１５８  基材
３６１ａ〜３６１ｉ、３６２ａ〜３６２ｉ  トランジスタ
３６３ａ〜３６３ｉ  ＬＥＤ
３６４ａ〜３６４ｉ  コンデンサ
【図１】
2018202033.tif 000003
【図２】
2018202033.tif 000004
【図３】
2018202033.tif 000005
【図４】
2018202033.tif 000006
【図５Ａ】
2018202033.tif 000007
【図５Ｂ】
2018202033.tif 000008
【図６】
2018202033.tif 000009
【図７Ａ】
2018202033.tif 000010
【図７Ｂ】
2018202033.tif 000011
【図８】
2018202033.tif 000012
【図９】
2018202033.tif 000013
【図１０】
2018202033.tif 000014
【図１１】
2018202033.tif 000015
【図１２】
2018202033.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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