(57)【要約】  センサが装着されている位置を特定することができる生体計測装置を提供する。被験者に装着され、前記被験者の物理量を計測する複数のセンサを有するセンサ装置と、前記センサ装置及び前記被験者を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像した画像から前記被験者に対する前記センサ装置の前記センサの装着位置を演算する利用者端末とを有する生体計測装置とする。
2017170804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に装着され、前記被験者の物理量を計測する複数のセンサを有するセンサ装置と、
前記センサ装置及び前記被験者を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像から前記被験者に対する前記センサ装置の前記センサの装着位置を演算する利用者端末と
を有する生体計測装置。
【請求項２】
前記利用者端末は、前記被験者に装着される前記センサ装置の前記センサの位置を、前記被験者の画像に重畳して表示する表示部を有する
請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項３】
前記センサ装置は、前記センサ装置の装着位置の基準となる基準点を有し、
前記利用者端末は、前記基準点に基づいて、前記被験者に対する前記センサ装置の前記センサの装着位置を演算する、
請求項１または２に記載の生体計測装置。
【請求項４】
前記センサ装置は、複数の前記センサにより前記被験者の頭部に流れる血流を測定し、
前記利用者端末は、前記センサによる測定結果を前記被験者の画像における前記センサ装置の位置で、前記被験者の画像に重畳して表示する表示部を有する、
請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項５】
前記利用者端末は、前記撮像装置で撮像した画像に含まれる、前記センサの大きさ、および、隣接する前記センサの間の距離に基づいて、各前記センサの３次元位置を算出する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の生体計測装置。
【請求項６】
コンピュータが、
被験者に装着され、前記被験者の物理量を計測する複数のセンサを有するセンサ装置及び前記被験者を撮像させ、
撮像された画像から前記被験者に対する前記センサ装置の前記センサの装着位置を演算する、
ことを実行するための情報処理プログラム。
【請求項７】
コンピュータが、
被験者に装着され、前記被験者の物理量を計測する複数のセンサを有するセンサ装置及び前記被験者を撮像させ、
撮像された画像から前記被験者に対する前記センサ装置の前記センサの装着位置を演算する、
ことを実行する生体計測方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体計測装置、情報処理プログラム、及び、生体計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脳活動計測装置と、コントロールユニットとを有する脳活動計測システムがある。脳活動計測装置は、被験者の頭部に装着される装着具と、当該装着具の内側に配された被験者の血流や脳波を計測する複数のセンサと、当該装着具の外側に配された複数の表示ユニットとを有する。コントロールユニットは、被験者の脳の活動に伴う脳の各領域における血流や脳波をセンサを介して計測し、この計測データ（計測値）をメモリに格納すると共に、計測データに基づいて各領域の計測ポイントにおける活動レベルを判定し、判定結果から各計測ポイントに対応する各表示ユニットの表示色及び点滅速度を制御する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６１３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被験者の脳活動に伴う脳の各領域における血流や脳波を計測するとき、脳全体の血流を計測する場合と脳全体の血流を計測せずに脳の特定の部分を計測すればよい場合とがある。特許文献１に記載された脳活動計測システムは、脳全体の血流を計測するもので、センサが頭部全体に配置される。特許文献１に記載された脳活動計測システムは、脳の特定の部分を計測するには大掛かりな装置になる。【０００５】
脳の特定の部分の血流や脳波を計測するのであれば、脳の特定の部分を計測できるサイズに生体計測装置を小型化することが望ましい。しかし、生体計測装置を小型化すると、生体計測装置が頭部のどの部分に装着されているか不明確になるため、生体計測装置が装着されている位置（被験者の頭部におけるセンサの位置）を特定することが求められる。【０００６】
本発明は、センサが装着されている位置を特定することができる生体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】
【０００７】
上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
被験者に装着され、前記被験者の物理量を計測する複数のセンサを有するセンサ装置と、
前記センサ装置及び前記被験者を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像から前記被験者に対する前記センサ装置の前記センサの装着位置を演算する利用者端末と
を有する生体計測装置とする。【０００８】
第１の態様によると、生体計測装置は、被験者を撮影した画像から被験者に装着されるセンサ装置の位置を算出する。【０００９】
開示の態様は、プログラムが情報処理装置によって実行されることによって実現されてもよい。即ち、開示の構成は、上記した態様における各手段が実行する処理を、情報処理装置に対して実行させるためのプログラム、或いは当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として特定することができる。また、開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を情報処理装置が実行する方法をもって特定されてもよい。開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を行う情報処理装置を含むシステムとして特定されてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センサが装着されている位置を特定することができる生体計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る生体計測装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、頭部装着装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、利用者端末の構成例を示す図である。
【図４】図４は、頭部装着装置の外観を示す図である。
【図５】図５は、頭部装着装置が頭部に装着される例を示す図である。
【図６】図６は、頭部に装着した頭部装着装置の頭部装着位置を認識する動作フローの例を示す図である。
【図７】図７は、被験者の頭部の画像に測定結果が重畳した例を示す図である。
【図８】図８は、頭部の模擬画像に測定結果を重畳した例を示す図である。
【図９】図９は、頭部装着装置の外観の例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９の頭部装着装置のセンサの柱状ハウジングの例を示す図である。
【図１１】図１１は、正面を向いているセンサ１４の例を示す図である。
【図１２】図１２は、正面を向いていないセンサ１４の例を示す図である。
【図１３】図１３は、頭部に装着されていない頭部装着装置の断面の例を示す図である。
【図１４】図１４は、頭部に装着された頭部装着装置の断面の例を示す図である。
【図１５】図１５は、頭部装着装置の外観の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、発明の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００１３】
〔実施形態〕
（構成例）
図１は、本発明の実施形態に係る生体計測装置の構成例を示す図である。図１のように、生体計測装置５は、被験者の頭部に装着して頭部の血流を測定する頭部装着装置１と、頭部装着装置１の装着位置を特定してその結果を表示する利用者端末２と、頭部装着装置１が頭部のどの位置に装着されているかを撮像する撮像装置３を有する。頭部装着装置１及び利用者端末２は、図２及び図３にて詳細に説明する。頭部装着装置１と利用者端末２とは、一体化してもよい。また、利用者端末２と撮像装置３とは、一体化してもよい。血流は、被験者の物理量の一例である。
【００１４】
撮像装置３は、利用者端末２と有線又は無線にて接続され、撮像した画像データが利用者端末２に転送される。撮像装置３は、ＣＣＤ（charge-coupled device）カメラ、撮像管などの撮影手段である。また、撮像装置３の大きさは、頭部が撮像できる大きさであればよい。１つの撮像装置３を用いて複数個所の頭部を撮像してもよいし、複数の撮像装置３を用いて頭部の複数個所を一度に撮影するようにしてもよい。
【００１５】
生体計測装置５は、利用者の頭部から血流量の変化を示す計測データ（検出値ともいう）を検出し、利用者の脳の活動状態を示す脳活動情報を取得する。生体計測装置５は、生体光計測装置の一例である。利用者は、被検体の一例である。
【００１６】
図２は、頭部装着装置の構成例を示す図である。頭部装着装置１は、情報処理の側面としては、制御部１１と、無線通信部１３と、センサ１４１〜１４６と、出力部１５を有する。センサ１４１〜１４６を区別しない場合は、センサ１４１〜１４６を総称して、センサ１４という。制御部１１は、頭部装着装置１の計測と通信を制御する。制御部１１は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサとメモリとを有し、メモリ上に実行可能に展開されたコンピュータプログラム、ファームウェア等により処理を実行する。ただし、制御部１１は、無線通信部１３とセンサ１４、出力部１５を起動し、各構成要素との連携処理を実行する専用のハードウェア回路、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等であってもよい。また、制御部１１は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、専用のハードウェア回路等が混在したものであってもよい。ここでは、頭部装着装置１が６個のセンサ１４１〜１４６を有するとしているが、頭部装着装置１が、６個以上のセンサ１４を有してもよいし、６個未満のセンサ１４を有してもよい。頭部装着装置１は、センサ装置の一例である。
【００１７】
無線通信部１３は、所定のインターフェースによって、制御部１１およびセンサ１４、出力部１５と接続される。ただし、無線通信部１３は、制御部１１を介して、センサ１４からデータを取得する構成であってもよい。無線通信部１３は、ネットワークＮ１を介して、利用者端末２と通信する。ネットワークＮ１は、例えば、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ZigBee（登録商標）等の規格にしたがったネットワークである。無線通信部１３が転送手段の一例である。ただし、本情報処理システムにおいて、無線通信部１３の無線インターフェースの規格が限定されるものではない。
【００１８】
２台の頭部装着装置１−１、１−２（図示なし）がある場合において、ネットワークＮ１での通信時、通信ヘッダのヘッダ部分、あるいは、通信データ中の利用者データ部分（ペイロード部分）に、頭部装着装置１−１、１−２を識別する識別子を埋め込んで、利用者端末２が利用者（被験者）を識別できるようにする。
【００１９】
また、本情報処理システムにおいて、無線通信部１３に代えて、あるいは、無線通信部１３とともに有線で通信を行う通信部を設けてもよい。すなわち、頭部装着装置１と利用者端末２とが有線通信のインターフェースで接続されてもよい。この場合の有線通信のインターフェースに限定がある訳ではなく、情報処理システムの用途に応じてＵＳＢ（Universal Serial Bus）、PCI Express等の各種インターフェースを使用できる。
【００２０】
センサ１４は、近赤外線を頭部に照射し、脳の大脳皮質付近で一部吸収されて散乱された近赤外線を受光し、電気信号に変換する。脳の大脳皮質は、例えば、脳の活動状態に応じて、血流量が異なる。その結果、大脳皮質の各部において、血液中の酸素と結合したヘモグロビンの量と、酸素と結合していないヘモグロビンの量が変化する。ヘモグロビンの量の変化、酸素量の変化等に起因して、大脳皮質付近での近赤外線の吸収特性、あるいは、散乱特性が変化する。センサ１４は、このような大脳皮質付近の血流の状態に応じた近赤外線吸収率の変化あるいは透過率の変化により光量が変化する近赤外線を電気信号に変換して出力する。各センサ１４は、例えば、識別子によって識別される。
【００２１】
センサ１４は、例えば、近赤外線を照射する近赤外線光源と、近赤外線を受光する受光部を含む。近赤外線光源は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diodes）、赤外線ランプ等である。また、受光部は、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光電素子と、増幅器と、ＡＤ（Analog Digital）コンバータとを含む。なお、近赤外線光源と受光部とが対にして設けられなくてもよい。例えば、１つの近赤外線光源に対して、複数の受光部を設けてもよい。受光部は光検出手段の一例である。また、センサ１４は、装着状態検出用の光源を、さらに、有してもよい。装着状態検出用の光源は、例えば、ＬＥＤ等である。センサ１４が装着状態検出用の光源を有しない場合、装着状態検出用の光源は、近赤外線光源で代用される。各光源は、光照射手段の例である。
【００２２】
出力部１５は、例えば、ＬＥＤ等の発光素子、または、音響あるいは音声を出力するスピーカ等であり、制御部１１からの出力情報を表示する。出力部１５は、センサ１４の頭部への装着状態を光または音声によって出力する。出力部１５は、振動を出力するバイブレータであってもよい。出力部１５は、各センサ１４に、それぞれ、設けられてもよい。
【００２３】
利用者端末２は、頭部装着装置１から、利用者の大脳皮質付近での近赤外線の吸収率または透過率の変化データを取得し、利用者の脳の活動状態に関連する様々な情報処理を含むサービスを提供する。利用者端末２は、情報処理装置（コンピュータ）の一例である。利用者端末２は、ＰＣ（Personal Computer）、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末、カーナビゲーション装置、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ゲーム機（遊戯装置）のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。利用者端末２は、例えば、フィットネスクラブ、学習塾などに設置され得る。
【００２４】
利用者端末２は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、無線通信部２３と、公衆回線通信部２４と、表示部２５と、操作部２６と、出力部２７と、撮像部２８と、測位部２９と、物理センサ部２Ａを有する。ＣＰＵ２１は、メモリ２２に実行可能に展開されたコンピュータプログラムにより、利用者端末２としての処理を実行する。利用者端末２としての処理とは、例えば、上記利用者の脳の活動状態に関連する様々な情報処理を含むサービスである。このようなコンピュータプログラムを実行するＣＰＵ２１が解析手段の一例である。
【００２５】
メモリ２２は、ＣＰＵ２１で実行されるコンピュータプログラム、あるいは、ＣＰＵ２１が処理するデータ、使用するデータを記憶する。メモリ２２は、揮発性メモリと不揮発性メモリを含んでよい。
【００２６】
無線通信部２３は、頭部装着装置１の無線通信部１３と同様である。無線通信部２３が受信手段の一例である。また、利用者端末２は、無線通信部２３に代えて、あるいは、無線通信部２３とともに有線で通信を行う通信部を有してもよい。
【００２７】
公衆回線通信部２４は、ネットワークＮ２を介して、ネットワークＮ２上のサーバ、例えば、サーバ（演算装置）３等と通信する（図示なし）。ネットワークＮ２は、公衆回線網であり、例えば、携帯電話網である。ネットワークＮ２が携帯電話網である場合には、公衆回線通信部２４は、携帯電話網の基地局を介してネットワークＮ２に接続する。ただし、ネットワークＮ２は、インターネット接続業者の通信装置へのアクセス網とインターネットを含むネットワークであってもよい。インターネット接続業者の通信装置へのアクセス網は、例えば、通信事業者が提供する光ネットワーク、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等である。ネットワークＮ２が公衆無線ネットワークの一例である。また、公衆回線通信部２４が公衆無線通信手段の一例である。ただし、本情報処理システムにおいて、ネットワークＮ２が公衆回線網に限定される訳ではなく、例えば、ＬＡＮ(Local Area Network)等の構内ネットワーク、企業、事業者、役所、学校、研究機関等の専用回線、ＶＰＮ(Virtual Private Network)等の広域ネットワークであってもよい。以下、企業、事業者、役所、学校、研究機関等を企業等ともいう。
【００２８】
表示部２５は、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル等であり、ＣＰＵ２１からの出力情報を表示する。操作部２６は、例えば、押しボタン、タッチパネル等であり、利用者の操作を受け付ける。出力部２７は、例えば、振動を出力するバイブレータ、音響あるいは音声を出力するスピーカ等である。撮像部２８は、例えば、固体撮像素子を含むカメラである。固体撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を利用できる。
【００２９】
測位部２９は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機であり、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、現在位置（緯度、経度等）、時刻等を算出する。ただし、測位部２９としては、ＧＰＳ受信機を有するものに限定される訳ではない。例えば、公衆回線通信部２４が携帯電話網である場合には、測位部２９は、携帯電話基地局からの距離を基に測位を実行してもよい。
【００３０】
物理センサ部２Ａは、例えば、加速度センサ、あるいは角加速度センサ等である。ただし、物理センサ部２Ａは、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、または水圧センサであってもよい。
【００３１】
〈頭部装着装置の例〉
図４は、頭部装着装置の外観の例を示す図である。頭部装着装置１は、２行３列（２×３）に配置された、被験者の頭部の血流を測定する６個のセンサ１４１〜１４６を有する。頭部装着装置１は、例えば、装着ベルトなどによって、被験者の頭部に巻き付けられて固定される。なお、ここでは６個のセンサ１４を使用したが、センサ数は測定したい範囲によって任意に決められる。
【００３２】
各センサ１４は、断面が多角形状または円形状の柱状ハウジングを含む。柱状ハウジングの一方の断面に光源又は受光部を含むセンサ１４、他方の断面に出力部１５が取り付けられている。断面の形状は、例えば、六角形状、八角形状、四角形状、円形状等がある。
【００３３】
頭部装着装置１は、外側から認識できる基準点１ａを含む。基準点１ａは、頭部装着装置１の所定の位置に設けられる。基準点１ａは、センサ１４の１つに設けられてもよい。基準点１ａは、撮像装置３で撮像される画像において認識され得る所定の絵や文字、光等で示される。基準点１ａは、光の点滅パターンで示されてもよい。頭部装着装置１は、複数の基準点を有してもよい。頭部装着装置１が複数の基準点を有する場合、基準点の所定の絵、文字、光等は、互いに異なるものとする。頭部装着装置１における各センサ１４の位置や基準点１ａの位置は、あらかじめ測定されている。よって、被験者の頭部における頭部装着装置１の位置及び基準点１ａの位置が特定されると、被検者の頭部における各センサ１４の位置が特定される。
【００３４】
図５は、頭部装着装置が頭部に装着される例を示す図である。図５は、撮像装置３で撮像された頭部装着装置１を装着した被験者の頭部の画像である。図５の例では、被験者の頭部の左面が示され、複数のセンサ１４を含む頭部装着装置１が左耳の上方に装着されている。
【００３５】
（動作例）
次に、頭部に装着した頭部装着装置を撮像装置で撮影して、頭部装着装置の装着位置を特定する動作について説明する。
【００３６】
図６は、頭部に装着した頭部装着装置の装着位置を特定する動作フローの例を示す図である。利用者端末２は、表示部２５に、頭部装着装置１を装着すべき位置を示す情報（画像や文字情報）を表示してもよい。頭部装着装置１を装着すべき位置は、あらかじめ、利用者端末２のメモリ２２等に格納されている。頭部装着装置１を装着する被験者等は、利用者端末２の表示部２５に表示される情報（画像や文字情報）を確認して、頭部装着装置１を装着する位置を確認することができる。図６の動作フローは、被験者が頭部装着装置１を頭部に装着した後に開始される。図６の動作フローは、被験者が利用者端末２の操作部２６により、頭部装着装置１の装着完了を示す情報を入力することにより、開始されてもよい。頭部装着装置１を装着すべき位置は、脳血流量の測定の目的などに依存する。
【００３７】
Ｓ１０１では、撮像装置３は、頭部装着装置１を装着した被験者の頭部を撮像する。撮像装置３は、被験者等によって、被験者の頭部に向けられる。また、被験者が、自身の頭部を撮像装置３に向けてもよい。撮像する被験者の頭部は、例えば、目と鼻とを含む頭部正面、頭部左側の頭部左面（例えば、図５）、頭部右側の頭部右面、頭部上側の頭部上面、及び、頭部背面側の頭部背面の５個所である。１台の撮像装置３で複数個所を撮像しても、複数台の撮像装置３で複数個所を撮像してもよい。撮像装置３は、撮像した画像を、利用者端末２に送信する。撮像装置３は、被験者の頭部及び頭部装着装置１を含む少なくとも１個所を、撮像すればよい。撮像装置３が撮像する画像は、静止画像であっても、動画像であってもよい。
【００３８】
Ｓ１０２では、利用者端末２は、撮像装置３から撮像された画像（頭部の画像）を受信する。受信した画像は、メモリ２２等に格納される。ＣＰＵ２１は、頭部の画像から、頭部の輪郭を抽出する。ＣＰＵ２１は、周知の画像認識方法により、被験者の頭部の輪郭及び頭部装着装置１の輪郭を抽出する。
【００３９】
Ｓ１０３では、ＣＰＵ２１は、頭部の画像から、周知の画像認識方法により、頭部の特定部位の位置（頭部表面における位置）を抽出する。特定部位は、例えば、目、鼻、口、耳、肩、頭頂部等である。
【００４０】
ＣＰＵ２１は、頭部の複数個所を撮像した画像がある場合、周知の画像合成方法により、任意の方向から頭部を見た画像を、生成してもよい。ＣＰＵ２１は、例えば、頭部正面（顔の正面）を撮像した画像と、頭部右側の頭部右面を撮像した画像とに基づいて、頭部の右斜め前方方向から見た画像を生成してもよい。周知の画像合成方法では、例えば、頭部を撮像した複数の画像から、頭部の輪郭や各部分の３次元位置を特定することにより、任意の方向から頭部を見た画像を生成することができる。ＣＰＵ２１は、撮像した画像に基づいて生成した画像を、頭部の画像としてもよい。頭部における各部分の位置は、頭部の表面に目や鼻等の位置を基準として設定された座標によって、示されてもよい。
【００４１】
例えば、両方の目と、鼻とを含む頭部の画像（頭部正面の画像）において、左目の位置を原点として、左目から右目の方向を第１軸、左目から鼻の方向を第２軸とすることで、座標を設定する。第１軸と第２軸とが平行でなければ、鼻とを含む頭部の画像におけるあらゆる位置を、当該座標によって表現することができる。また、頭部背面の画像において、両方の肩及び頭頂部の位置を特定して、同様にすることができる。頭頂部の位置は、例えば、頭部の輪郭において最も上方の位置とすることができる。
【００４２】
Ｓ１０４では、ＣＰＵ２１は、頭部の画像から、被験者の頭部に装着されている頭部装着装置１、及び、頭部装着装置１の基準点１ａを抽出する。ＣＰＵ２１は、例えば、あらかじめ、メモリ２２等に格納される頭部装着装置１の画像と頭部の画像とを、比較して、頭部の画像において、頭部装着装置１の画像と一致する部分を、頭部装着装置１として、抽出する。また、ＣＰＵ２１は、頭部の画像から、基準点１ａの所定の絵、文字、光等と同じ、絵、文字、光等を、周知の画像認識方法等により抽出し、これを基準点１ａと認識する。
【００４３】
Ｓ１０５では、ＣＰＵ２１は、頭部装着装置１の位置と基準点１ａの位置とを特定する。ＣＰＵ２１は、例えば、頭部装着装置１の位置と基準点１ａの位置とを、頭部の目、鼻などの位置を基準とした相対的な位置として、特定する。また、ＣＰＵ２１は、頭部の画像に含まれる頭部装着装置１から、頭部装着装置１の３次元位置と基準点１ａの３次元位置とを特定してもよい。位置は、１つの頭部の画像において目や鼻などの位置を基準とした２次元座標で表されても、複数の頭部の画像から特定した目や鼻などの３次元位置を基準とした３次元座標で表されてもよい。ＣＰＵ２１は、特定した頭部装着装置１の位置及び基準点１ａの位置を、メモリ２２等に格納する。撮像装置３が基準点１ａに対して垂直の位置で頭部装着装置１を撮像するのが望ましい。基準点１ａに対して垂直の位置からずれて頭部装着装置１を撮像すると、頭部装着装置１が実際に測定している頭部の位置と、撮像装置３で撮像した画像から算出した頭部の位置にずれが生ずるからである。基準点１ａに対して垂直の位置から撮像すると、より正確に頭部の位置を認識することができる。
【００４４】
撮像装置３が基準点１ａに対して垂直の位置と異なる位置であると判断したとき、撮像装置３が基準点１ａに対して垂直の位置で撮像するように、被験者に頭部装着装置１を再度撮像してもらうように表示するようにしてもよい。ＣＰＵ２１は、被験者の頭部の画像に、頭部に装着される頭部装着装置１の画像を重畳した頭部の画像を生成し、表示部２５に当該画像を表示してもよい。また、ＣＰＵ２１は、頭部装着装置１の位置及び基準点１ａの位置から、各センサ１４の位置を特定することができる。基準点１ａの位置を用いることで、頭部装着装置１の形状が対称性（線対称、回転対称）を有している場合でも、各センサ１４の位置を特定することができる。ここでは、頭部装着装置１の位置と基準点１ａの位置とから、各センサ１４の位置を特定しているが、頭部装着装置１が有する２つの基準点の位置から、各センサ１４の位置を特定してもよい。また、ＣＰＵ２１は、頭部の画像において、頭部装着装置１の位置や基準点１ａの位置を特定できない場合、表示部２５にエラーを表示してもよい。このとき、図６の動作フローは、頭部装着装置１が装着されていないものとして、終了する。
【００４５】
ＣＰＵ２１は、頭部装着装置１を装着すべき位置と、特定した頭部装着装置１が装着されている位置とを比較する。頭部装着装置１を装着すべき位置は、あらかじめ、メモリ２２等に格納されている。頭部装着装置１を装着すべき位置と特定した頭部装着装置１が装着されている位置とが一致している場合、ＣＰＵ２１は、表示部２５に、頭部装着装置１が適切な位置に装着されている旨を表示する。また、ＣＰＵ２１は、頭部装着装置１に対して、測定の開始を指示する。頭部装着装置１は、脳血流量の測定を開始する。利用者端末は、表示部２５に、頭部装着装置１の各センサ１４による脳血流量の測定結果を、被験者の頭部の画像における各センサ１４の位置で、被験者の頭部の画像に重畳して表示してもよい。被験者等は、当該表示により、脳血流量の測定結果を、頭部の計測された位置と対応付けて認識することができる。
【００４６】
図７は、被験者の頭部の画像に測定結果が重畳した例を示す図である。図７の例は、図５のように、頭部装着装置１を被験者の頭部に装着して、脳血流量を測定した際の測定結果を含む。図７の例では、被験者の頭部の左面が示され、測定を行った頭部装着装置１が装着された位置に、脳血流量の測定結果が重畳されて表示されている。また、利用者端末２は、頭部を撮像した複数の画像から頭部の輪郭や各部分の３次元位置を特定することにより生成した、任意の方向から頭部を見た画像に、脳血流量の測定結果を重畳した画像を生成してもよい。脳血流量の測定結果を重畳する位置は、頭部装着装置１を装着した位置に対応する頭部の画像における位置である。測定結果を示す領域は、頭部装着装置１を装着した領域と一致しなくてもよい。また、測定結果を示す領域は、頭部装着装置１を装着した領域よりも小さくても大きくてもよい。
【００４７】
図８は、頭部の模擬画像に測定結果を重畳した例を示す図である。図８の例では、人体の頭部を上方から見た頭部の模擬画像に、右側頭部の測定結果と前頭部の測定結果とが重畳された画像が表示されている。頭部を上方から見た頭部の模擬画像には、例えば、両目、鼻、耳などが含まれる。模擬画像に目や鼻などが含まれることにより、頭部における位置をより認識しやすくなる。頭部装着装置１が、頭部の頭頂部、後頭部、左側頭部に装着されて、脳血流量を測定された場合にも、同様に、頭部の模擬画像に測定結果が重畳された画像が生成され得る。図８のように測定結果を表示することで、被験者等が脳血流量を測定した位置を認識することが容易になる。
【００４８】
一方、頭部装着装置１を装着すべき位置と特定した頭部装着装置１が装着されている位置とが一致していない場合、ＣＰＵ２１は、表示部２５に、頭部装着装置１が適切な位置に装着されていない旨を表示する。さらに、利用者端末２は、被験者等に、頭部装着装置１を適切な位置に装着するように促す表示を、表示部２５にしてもよい。被験者は、表示部２５の表示を確認して、再度、頭部装着装置１を適切な位置に、装着させる。このとき、ＣＰＵ２１は、表示部２５に、頭部装着装置１が現在装着されている位置と、頭部装着装置１を装着すべき位置とを表示してもよい。頭部装着装置１の装着後、再度、図６の動作フローが開始される。
上記の構成は、可能な限り、組み合わせられ得る。
【００４９】
（その他）
装着される頭部装着装置１は、複数であってもよい。複数の頭部装着装置１が装着される場合、各頭部装着装置１の各センサについて、装着位置が特定される。
【００５０】
頭部装着装置１を、腕や足などの頭部でない部分に装着すべき場合であっても、上記の例と、同様にできる。例えば、利用者端末２は、頭部の目や鼻などの位置の代わりに、関節の位置や指の位置などを用いて、各センサの位置を特定することができる。
【００５１】
基準点１ａは、頭部装着装置１のいずれかのセンサ１４に設けられてもよい。頭部装着装置１には、複数の基準点１ａが、設けられてもよい。また、出力部１５が基準点１ａの機能を有してもよい。
【００５２】
（装着位置特定の変形例）
ここでは、図６の動作フローの頭部装着装置の装着位置特定の変形例について説明する。ここでは、主として、図６の動作フローのＳ１０５の変形例について説明する。図６の動作フローとの共通点については、説明を省略する。ここでは、次の図９に示す頭部装着装置１が被験者の頭部に装着されているとする。また、ここでは、被験者に装着された頭部装着装置１のセンサ１４の発光部（光源）または受光部の位置（相対位置）を特定する。
【００５３】
図９は、頭部装着装置の外観の例を示す図である。図９の頭部装着装置１は、シート状の物質の面における三角格子の格子点の位置に配置された、被験者の頭部の血流を測定する１５個のセンサ１４を有する。ここでは、説明の都合上、一部のセンサ１４を、センサ１４１、センサ１４２、センサ１４３とする。頭部装着装置１は、例えば、装着ベルトなどによって、被験者の頭部に巻き付けられて固定される。シート状の物質は、被験者の頭部の形状に合わせて、曲面状に変形しうる。ここでは、シート状の物質の初期状態を平面状とする。また、シート状の物質は、あらかじめ、被験者の頭部の形状に合わせて曲面状であってもよい。
【００５４】
図９の各センサ１４は、断面が六角形状の柱状ハウジングを含む。図９のセンサ１４の六角形は向かい合う辺同士が同じ長さで平行である。六角形の向かい合う１組の辺の長さを長さａ、他の向かい合う１組の辺の長さを長さｂ、残りの向かい合う１組の辺の長さを長さｃとする。の柱状ハウジングの一方の断面に発光部（光源）または受光部を含むセンサ１４、他方の断面に出力部１５が取り付けられている。センサ１４の発光部または受光部は、被験者の頭部に接触するように配置される。センサ１４の中心（発光部または受光部）の位置から、当該センサ１４に隣接する他のセンサ１４の中心の位置までの距離を、２×Ｓ２とする。また、センサ１４の中心と当該センサ１４に隣接する他のセンサ１４の中心とを結ぶ線分の中心の点を、中間点と呼ぶ。センサ１４の中心と隣接する中間点との距離は、Ｓ２である。六角形状の柱状ハウジングの高さをＳ１とする。
【００５５】
図１０は、図９の頭部装着装置のセンサの柱状ハウジングの例を示す図である。図１０の例では、センサ１４は、断面が六角形状の柱状ハウジングであり、六角形の一方の面には、発光部または受光部が設けられる。また、六角形の他方の面には、出力部が設けられる。センサ１４の発光部または受光部が設けられる面は、被験者の頭部に接触する側である。また、センサ１４の出力部１５が設けられる面は、外側になる。六角形のうち２辺の長さは長さａであり、他の２辺の長さは長さｂであり、残りの２辺の長さは長さｃである。長さａ、長さｂ、長さｃは、ａ＝ｂであっても、ｂ＝ｃであっても、ｃ＝ａであっても、ａ＝ｂ＝ｃであってもよい。
【００５６】
利用者端末２は、撮像装置３から撮像された画像（頭部の画像）を取得する。受信した画像は、メモリ２２等に格納される。ＣＰＵ２１は、頭部の画像から、頭部の輪郭を抽出する。ＣＰＵ２１は、周知の画像認識方法により、被験者の頭部の輪郭及び頭部装着装置１の輪郭を抽出する。さらに、ＣＰＵ２１は、頭部の画像から、周知の画像認識方法により、頭部の特定部位の位置（頭部表面における位置）を抽出する。特定部位は、例えば、目、鼻、口、耳、肩、頭頂部等である。
【００５７】
ＣＰＵ２１は、頭部の画像から抽出した頭部装着装置１に含まれるセンサ１４を抽出する。ＣＰＵ２１は、あらかじめ与えられているセンサ１４の形状、色、所定のマーク等に基づいて、センサ１４を抽出する。ＣＰＵ２１は、抽出したセンサ１４の中から、撮像装置３に対して正面を向いているセンサ１４を抽出する。正面を向いているセンサ１４とは、センサ１４の外側の六角形の面と撮像装置３の光軸とが直交するセンサ１４である。頭部装着装置１が頭部に装着されると、頭部装着装置１が頭部に沿って湾曲するため、センサ１４の外側の面が正面を向かなくなることがある。ここでは、正面を向いているセンサ１４を基準として、他のセンサ１４の３次元位置を特定する。センサ１４が正面を向いているか否かの判定は、センサ１４の六角形の辺の隣接する３辺の比が、ａ：ｂ：ｃに一致するか否かにより判定する。センサ１４の六角形の辺の隣接する３辺の比がａ：ｂ：ｃに一致するセンサ１４は、撮像装置３に対して正面を向いている。センサ１４の六角形の辺の隣接する３辺の比がａ：ｂ：ｃに一致するセンサ１４は、撮像装置３に対して正面を向いていない。
【００５８】
図１１は、正面を向いているセンサ１４の例を示す図である。図１１のセンサ１４の外側の六角形は、撮像装置３の光軸と直交するため、センサ１４の六角形の辺の隣接する３辺（長さａ’、長さｂ’、長さｃ’）の比が、ａ：ｂ：ｃに一致する。
【００５９】
図１２は、正面を向いていないセンサ１４の例を示す図である。図１２のセンサ１４の外側の六角形は、撮像装置３の光軸と直交しないため、センサ１４の六角形の辺の隣接する３辺（長さａ”、長さｂ”、長さｃ”）の比が、ａ：ｂ：ｃに一致しない。
【００６０】
次に、ＣＰＵ１２は、正面を向いていると判断したセンサ１４の一辺の長さを利用して、画像におけるピクセル数と、実際の長さとのスケーリングを行う。例えば、正面を向いているセンサ１４の長さａの辺の画像におけるドット数がＰであった場合、画像における１ドットは、実際ａ／Ｐの長さであるとする。ここで、頭部の奥行きに対して頭部から撮像装置３までの距離が十分長い場合、画像における１ドットの長さは、画像のどの位置においても同じであるとしてよい。また、画像の奥行きを考慮して、１ドットに対する実際の長さを決めてもよい。ＣＰＵ２１は、以降、画像における長さを実際の長さに変換するものとする。
【００６１】
図１３は、頭部に装着されていない頭部装着装置の断面の例を示す図である。図１３は、図９の頭部装着装置１のセンサ１４１、センサ１４２、センサ１４３の中心を通る断面を示す。図１３の左側が頭部側で、右側が外側（撮像装置３の存在する側）、図１３のＺ方向は、撮像装置３の光軸の方向である。また、Ａ１方向は、Ｚ方向に直交する方向の１つである。図１３のＡ１方向は、図９のＡ１方向と同じである。上記と同様に、センサ１４の高さをＳ１、センサ１４と中間点との距離をＳ２としている。センサ１４の中心と当該センサ１４に隣接するセンサ１４の中心との距離は、２×Ｓ２である。
【００６２】
仮に、図１３の頭部装着装置１を、撮像装置３で撮影すると、画像から求まるセンサ１４１の中心とセンサ１４２の中心との距離は、２×Ｓ２となる。また、画像から求まるセンサ１４２の中心とセンサ１４３の中心との距離も、２×Ｓ２となる。また、センサ１４２、センサ１４３のＺ方向の座標は、センサ１４１のＺ方向の座標と同じとなる。
【００６３】
ここでは、当該頭部装着装置１を頭部に装着した場合、頭部に沿って、各中間点で頭部装着装置１が折れ曲がって変形するものとする。
【００６４】
図１４は、頭部に装着された頭部装着装置の断面の例を示す図である。図１４は、図１３と同様に、図９の頭部装着装置１のセンサ１４１、センサ１４２、センサ１４３の中心を通る断面を示す。図１４の左側が頭部側で、右側が外側（撮像装置３の存在する側）、図１４のＺ方向は、撮像装置３の光軸の方向である。ここでは、センサ１４１の表面が撮像装置３に対して正面を向いているものとする。即ち、センサ１４１の表面が撮像装置３の光軸に直交するものとする。ここで、撮影された頭部の画像から求まる、センサ１４１の中心とセンサ１４２の中心との距離をＬ１とする。また、センサ１４２の中心とセンサ１４３の中心との距離をＬ２とする。センサ１４２は、センサ１４１との間の中間点において、センサ１４１に対して、角度θ、折れ曲がっているとする。センサ１４３は、センサ１４２との間の中間点において、角度φ、折れ曲がっているとする。
【００６５】
利用者端末２のＣＰＵ２１は、センサ１４の表面の中心を、センサ１４の表面の六角形の各辺の位置から六角形の中心を求めてもよいし、センサ１４の表面の中心に出力部１５をあらかじめ設けておき、出力部１５の位置を六角形の中心としてもよい。
【００６６】
ＣＰＵ２１は、図１４の図から、距離Ｌ１から、角度θを求めることができる。具体的には、Ｌ１＝Ｓ２＋Ｓ１ｓｉｎθ＋Ｓ２ｃｏｓθである。また、距離Ｌ１および距離Ｌ２から、角度φを求めることができる。具体的には、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｓ２＋２Ｓ１ｃｏｓθ＋Ｓ１ｓｉｎ（θ＋φ）＋Ｓ２ｃｏｓ（θ＋φ）である。また、ＣＰＵ２１は、角度θ、角度φを用いることにより、センサ１４１の発光部または受光部の位置に対するセンサ１４２の発光部または受光部の位置、センサ１４１の発光部または受光部の位置に対するセンサ１４３の発光部または受光部の位置を求めることができる。具体的には、センサ１４２の発光部または受光部の位置は、センサ１４１の発光部または受光部の位置に対して、Ｚ方向にＳ２ｓｉｎθ移動し、Ａ１方向にＳ２＋Ｓ２ｃｏｓθ移動した位置である。同様に、センサ１４３の発光部または受光部の位置は、センサ１４１の発光部または受光部の位置に対して、Ｚ方向に２×Ｓ２ｓｉｎθ＋Ｓ２ｓｉｎ（θ＋φ）移動し、Ａ１方向にＳ２＋２×Ｓ２ｃｏｓθ＋Ｓ２ｃｏｓ（θ＋φ）移動した位置である。ＣＰＵ２１は、頭部の画像に基づいて、図９のセンサ１４１から見てＡ２方向、Ａ３方向の他のセンサ１４に対しても同様にして、センサ１４１の発光部または受光部に対する位置を求めることができる。また、その他のセンサ１４に対しても同様にして、センサ１４１の発光部または受光部のに対する位置を算出することができる。
【００６７】
これにより、ＣＰＵ２１は、すべてのセンサ１４の相対位置（センサ１４１の発光部または受光部に対する位置）を算出することができる。また、ＣＰＵ２１は、被験者の頭部の位置と、センサ１４の位置とを比べることにより、頭部のどの位置に各センサ１４が装着されているかを認識することができる。
【００６８】
図１５は、頭部装着装置の外観の例を示す図である。図１５の頭部装着装置１は、シート状の物質の面における直交格子の格子点の位置に配置された、被験者の頭部の血流を測定する１５個のセンサ１４を有する。センサ１４が図１５のように配置された場合も上記と同様にして、各センサ１４の相対位置を求めることができる。ここでは、Ｂ１方向と、Ｂ２方向について相対位置を求めることで、すべてのセンサ１４の相対位置を求めることができる。
【００６９】
上記の実施形態、変形例等は、可能な限り、適宜、構成等を組み合わされて実施され得る。
【００７０】
（実施形態の作用、効果）
生体計測装置５の撮像装置３は、被験者の頭部に装着された頭部装着装置１を含む頭部を撮像する。利用者端末２は、撮像された頭部の画像に基づいて、頭部に装着される頭部装着装置１の、頭部における位置を特定する。また、利用者端末２は、頭部装着装置１の各センサ１４の位置を特定する。生体計測装置５は、頭部装着装置１が装着された頭部を撮影することで、頭部装着装置１が装着された位置を特定し、頭部装着装置１が有するセンサ１４の取り付け位置を特定することができる。生体計測装置５によれば、センサ１４の取り付け位置を特定することができることで、センサ１４による脳血流量の測定結果と、当該センサ１４の装着位置との対応づけを容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００７１】
１      頭部装着装置
２      利用者端末
３      撮像装置
５      生体計測装置
１１      制御部
１３      無線通信部
１４      センサ
１５      出力部
２１      ＣＰＵ
２２      メモリ
２３      無線通信部
２４      公衆回線通信部
２５      表示部
２６      操作部
２７      出力部
２８      撮像部
２９      測位部
２Ａ      物理センサ部 
【図１】
2017170804.tif 000003
【図２】
2017170804.tif 000004
【図３】
2017170804.tif 000005
【図４】
2017170804.tif 000006
【図５】
2017170804.tif 000007
【図６】
2017170804.tif 000008
【図７】
2017170804.tif 000009
【図８】
2017170804.tif 000010
【図９】
2017170804.tif 000011
【図１０】
2017170804.tif 000012
【図１１】
2017170804.tif 000013
【図１２】
2017170804.tif 000014
【図１３】
2017170804.tif 000015
【図１４】
2017170804.tif 000016
【図１５】
2017170804.tif 000017
【国際調査報告】
2017170804.tif 000018
2017170804.tif 000019
2017170804.tif 000020
2017170804.tif 000021