(57)【要約】【課題】  被検者の脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する測定脳内データを得ることにより、被検者の周囲環境を適切に制御するとともに、様々なシチュエーションにおける被検者の周囲環境を適切に制御することができる環境制御システムを提供することを目的とする。【解決手段】  測定脳内データを得る送受光部制御部４を備える光生体計測装置１と、周囲環境制御装置１００とを具備する環境制御システムであって、被検者Ｐが快に感じている周囲環境であるかを判定するための快パターン脳内データ、及び／又は、被検者Ｐが不快に感じている周囲環境であるかを判定するための不快パターン脳内データを記憶する評価パターン脳内データ記憶部５２と、測定脳内データと、快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとを比較することにより、周囲環境を制御する制御信号の種類を決定する判定部３１とを具備することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の頭蓋表面に配置される複数個の送光プローブ、当該頭蓋表面に配置される複数個の受光プローブからなる送受光部と、前記送光プローブは頭蓋表面に光を照射するとともに、前記受光プローブは頭蓋表面から放出される光を検出するように制御することで、前記被検者の脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する測定脳内データを得る送受光部制御部とを備える光生体計測装置と、
前記被検者の周囲環境を制御する周囲環境制御装置とを具備する環境制御システムであって、
前記被検者が快に感じているか若しくは効率的に作業を行う周囲環境であるかを判定するための脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する快パターン脳内データ、及び／又は、前記被検者が不快に感じているか若しくは非効率的に作業を行う周囲環境であるかを判定するための脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する不快パターン脳内データを記憶する評価パターン脳内データ記憶部と、
測定時に得られた測定脳内データと、前記快パターン脳内データ及び／又は不快パターン脳内データとを比較することにより、前記周囲環境を制御する制御信号の種類を決定する判定部と、
前記判定部で決定された制御信号を周囲環境制御装置に出力する出力部とを具備し、
前記周囲環境制御装置は、前記出力部から入力された制御信号の種類に応じて動作することを特徴とする環境制御システム。
【請求項２】
前記評価パターン脳内データ記憶部は、快パターン脳内データと不快パターン脳内データとを記憶し、
前記判定部は、前記測定時に得られた測定脳内データと、前記快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとを比較することにより、前記測定時の周囲環境より、前記被検者が快に感じかつ不快に感じない、若しくは、効率的に作業を行いかつ非効率的に作業を行わない周囲環境となるように制御信号の種類を決定することを特徴とする請求項１に記載の環境制御システム。
【請求項３】
前記周囲環境制御装置は、エアーコンディショナ、オーディオシステム、調光システム、香りを放散するシステム、電動ベッド及び電動マットからなる群から選択される少なくとも１つの装置であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の環境制御システム。
【請求項４】
前記評価パターン脳内データ記憶部は、測定対象である被検者が予め、快を感じたとき若しくは効率的に作業を行ったときに示す快パターン脳内データと、不快を感じたとき若しくは非効率的に作業を行ったときに示す不快パターン脳内データとを記憶していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の環境制御システム。
【請求項５】
前記判定部は、前記測定脳内データと、前記快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとの差を算出することにより、前記測定脳内データと快パターン脳内データとの差を小さくし、かつ、前記測定脳内データと不快パターン脳内データとの差を大きくするように制御信号の種類を決定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の環境制御システム。
【請求項６】
前記判定部は、前記測定脳内データにおける各測定部位の信号値と、前記快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値及び不快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値との差をそれぞれ算出することにより、前記測定脳内データにおける各測定部位の信号値と快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値とのそれぞれの差の二乗和を小さくし、かつ、前記測定脳内データにおける各測定部位の信号値と不快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値とのそれぞれの差の二乗和を大きくするように制御信号の種類を決定することを特徴とする請求項５に記載の環境制御システム。
【請求項７】
前記送受光部制御部は、設定時間での測定脳内データの時間変化を得て、
前記評価パターン脳内データ記憶部は、前記設定時間での快パターン脳内データの時間変化と、前記設定時間での不快パターン脳内データの時間変化とを記憶し、
前記判定部は、前記設定時間での測定脳内データの時間変化と、前記設定時間での快パターン脳内データの時間変化及び不快パターン脳内データの時間変化との差を算出することにより、前記設定時間での測定脳内データの時間変化と快パターン脳内データの時間変化との差を小さくし、かつ、前記設定時間での測定脳内データの時間変化と不快パターン脳内データの時間変化との差を大きくするように制御信号の種類を決定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の環境制御システム。
【請求項８】
前記判定部は、前記設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと、前記設定時間での快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾き及び不快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を算出することにより、前記設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を小さくし、かつ、前記設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと不快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を大きくするように制御信号の種類を決定することを特徴とする請求項７に記載の環境制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲環境制御装置の制御を行う環境制御システムに関し、特には光生体計測装置を用いて被検者が快に感じているか又は不快に感じているかを判定することにより、周囲環境制御装置の制御を行う環境制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、質の良い睡眠を充分に取ることは、健康管理につながると認識されてはいるが、３人に１人は、睡眠に対して「忙しくて、充分な睡眠時間が取れない」、「疲れているのに、寝つきが悪く、夜中に目が覚める」、「いくら寝ても寝た気がしない」 等の不満を感じているという。そこで、質の良い睡眠が取れる周囲環境をつくるために、エアーコンディショナ(温度や送風等の空調)や、オーディオシステム(睡眠に適した音楽)や、調光システム(照明の明るさ)や、香りを放散するシステムや、電動ベッド(リクライニング)や、電動マット(エアーマッサージ)等の周囲環境制御装置を統合制御する快眠システムの開発が行われている。
このような快眠システムでは、入眠前のリラックスを促す「入眠前くつろぎ」、眠りに誘導する「入眠誘導」、入眠後の「睡眠中」、目覚めを促す「起床誘導」、覚醒を促す「お目覚め後」の５つの段階が予め設定されており、それぞれの段階に合わせて周囲環境制御装置の設定パラメータが変化するようになっている。そして、５つの段階を予め設定された時間で移行していくのではなく、電動ベッドと電動マットとの間に設置された非接触睡眠センサによって、電動マット上の被検者の体動や心拍数をモニタすることにより、入眠へのサインである「うとうと状態」や、離床・在床の検出を行うことで、段階を移行している。例えば、「入眠前くつろぎ」段階や「入眠誘導」段階中に「うとうと状態」を検出すると、眠りを阻害しない周囲環境をつくるために調光システム、電動マット、オーディオシステムをＯＦＦにするとともに電動ベッドをフラットにする「睡眠中」段階へ自動的に移るようになっている。また、睡眠中に目覚めてトイレ等に行く際に電動ベッド（電動マット）から離れると、離床を検出して調光システムを自動点灯させる。その後、電動ベッドに戻った際に在床を検出して、調光システムを自動消灯させている。このようにして、被検者が質の良い睡眠を取れるようにしている。
【０００３】
一方、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に無侵襲で測定する光生体計測装置が開発されている。このような光生体計測装置では、送光プローブと受光プローブとを設定間隔（チャンネル）で備える。これにより、光生体計測装置では、被検者の頭蓋表面上に配置した送光プローブにより、異なる２種類の波長（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭蓋表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された各波長の近赤外光の光量（信号値）をそれぞれ検出する。このとき、各波長の近赤外光は、頭皮組織や骨組織を透過し、かつ、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとが可視光から近赤外領域にかけて異なる分光吸収スペクトル特性を有するので、血液中のオキシヘモグロビン或いはデオキシヘモグロビンのいずれかに特に吸収される。よって、生体を透過して得られる各波長の近赤外光の光量（信号値）から、脳表面の測定部位のオキシヘモグロビンの濃度（正確にはオキシヘモグロビンの濃度変化量×平均光路長であるが、平均光路長は一定（設定間隔）として省略する）、デオキシヘモグロビンの濃度（正確にはデオキシヘモグロビンの濃度変化量×平均光路長であるが、平均光路長は一定として省略する）、総ヘモグロビンの濃度（正確には総ヘモグロビンの濃度変化量×平均光路長であるが、平均光路長は一定として省略する）をそれぞれ求めている。
【０００４】
また、光生体計測装置では、脳表面全体に関する脳の測定部位のオキシヘモグロビンの濃度、デオキシヘモグロビンの濃度及び総ヘモグロビンの各濃度をそれぞれ測定するために、例えば、近赤外分光分析計（以下、ＮＩＲＳと略す）等が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
ＮＩＲＳにおいては、複数個の送光プローブと、複数個の受光プローブとを所定の配列で被検者の頭蓋表面に密着させるために、ホルダが使用される。このようなホルダとしては、例えば、頭蓋表面の形状に合わせて椀形状に成型された成型ホルダが使用される。成型ホルダには貫通孔が複数個設けられ、送光プローブと受光プローブとがそれらの貫通孔に挿入されることによって、設定間隔（チャンネル）が一定となり、頭蓋表面から特定の深度の受光量情報（信号値）を得ている。なお、一般的に設定間隔（チャンネル）を３０ｍｍとしたものが用いられ、チャンネルが３０ｍｍである場合には、チャンネルの中点からの深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの受光量情報（信号値）が得られると考えられている。すなわち、頭蓋表面から深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳表面の部位における脳活動に関する受光量情報（信号値）が得られる。
図２は、上述したようなＮＩＲＳにおける１１個の送光プローブと１２個の受光プローブとの位置関係の一例を示す平面図である。ＮＩＲＳ１１は、送光プローブ１２ａ〜１２ｋと受光プローブ１３ａ〜１３ｊとが行方向及び列方向に交互となるように正方格子状に配置された半球状のものである。なお、送光プローブ１２ａ〜１２ｋから照射された光は、隣接する受光プローブ１３ａ〜１３ｊ以外の離れた受光プローブ１３ａ〜１３ｊでも検出されるが、ここでは説明を簡単にするため、隣接する受光プローブ１３ａ〜１３ｊのみで検出されることとする。よって、合計３２箇所の測定部位における受光量情報（信号値）が得られることになる。
【特許文献１】特開２００６−１０９９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような快眠システムにおいてモニタする心拍数や体動による情報は、「被検者が快に感じているか否か」という観点からみれば、あくまでも被検者が感じている直接的な情報ではなく、身体に現れる２次的な情報であるため、被検者の周囲環境を適切に制御できない場合があった。また、２次的な情報であるがゆえに、特定のシチュエーションを想定したシステム（例えば、睡眠システム等）にしか適用できないという限界があった。
そこで、本発明は、被検者の脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する測定脳内データを得ることにより、被検者の周囲環境を適切に制御するとともに、様々なシチュエーションにおける被検者の周囲環境を適切に制御することができる環境制御システム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】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明の環境制御システムは、被検者の頭蓋表面に配置される複数個の送光プローブ、当該頭蓋表面に配置される複数個の受光プローブからなる送受光部と、前記送光プローブは頭蓋表面に光を照射するとともに、前記受光プローブは頭蓋表面から放出される光を検出するように制御することで、前記被検者の脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する測定脳内データを得る送受光部制御部とを備える光生体計測装置と、前記被検者の周囲環境を制御する周囲環境制御装置とを具備する環境制御システムであって、前記被検者が快に感じているか若しくは効率的に作業を行う周囲環境であるかを判定するための脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する快パターン脳内データ、及び／又は、前記被検者が不快に感じているか若しくは非効率的に作業を行う周囲環境であるかを判定するための脳表面の複数の測定部位における脳活動に関する不快パターン脳内データを記憶する評価パターン脳内データ記憶部と、測定時に得られた測定脳内データと、前記快パターン脳内データ及び／又は不快パターン脳内データとを比較することにより、前記周囲環境を制御する制御信号の種類を決定する判定部と、前記判定部で決定された制御信号を周囲環境制御装置に出力する出力部とを具備し、前記周囲環境制御装置は、前記出力部から入力された制御信号の種類に応じて動作するようにしている。
【０００７】
ここで、「脳内データ」とは、少なくとも１種類の波長の光を送光プローブが照射して、受光プローブが光を検出することにより得られる信号値（例えば、電圧値等）や、その信号値を用いて算出されるオキシヘモグロビンの濃度や、デオキシヘモグロビンの濃度や、総ヘモグロビンの濃度等のことをいう。また、２種類以上（ｎ≧２）の波長λｎの光を送光プローブが照射して、受光プローブが光をそれぞれ検出することにより２種類以上の信号値Ｖ（λｎ）を得たとときには、その信号値と次に示す関係式（１）とを用いて算出されたオキシヘモグロビンの濃度[oxyHb]や、デオキシヘモグロビンの濃度[deoxyHb]や、総ヘモグロビンの濃度（[oxyHb]＋[deoxyHb]）等のことをいってもよい。
【０００８】
【数１】
2009136495.tif 000003
【０００９】
ただし、ＥＯ（λｎ）は、波長λｎの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｎ）は、波長λｎの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｖ０（λｎ）は、基準信号値である。
【００１０】
また、「脳表面の複数の測定部位」とは、特に限定されないが、快を感じる場合には、左背外側前頭前野や右小脳が働き、不快を感じる場合には、右内側前頭前野や右扁桃体や前部帯状回や両側後頭回が働くという結果があるので、左背外側前頭前野と右小脳と右内側前頭前野と右扁桃体と前部帯状回と両側後頭回とを含むことが好ましい。
さらに、「効率的に作業を行う周囲環境」とは、例えば、様々な周囲環境でテストや仕事等を実施したときに、テストや仕事等の評価が高かった周囲環境等のことをいい、一方、「非効率的に作業を行う周囲環境」とは、テストや仕事等の評価が低かった周囲環境等のことをいう。
【００１１】
本発明の環境制御システムによれば、評価パターン脳内データ記憶部は、被検者が快に感じているか若しくは効率的に作業を行う周囲環境であるかを判定するための快パターン脳内データと、被検者が不快に感じているか若しくは非効率的に作業を行う周囲環境であるかを判定するための不快パターン脳内データとを記憶する。そして、測定時には光生体計測装置によって被検者の脳活動に関する測定脳内データを得る。これにより、判定部は、測定脳内データと、快パターン脳内データや不快パターン脳内データとを比較することにより、周囲環境を制御する制御信号の種類を決定する。その結果、周囲環境制御装置は、出力部から入力された制御信号の種類に応じて動作する。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の環境制御システムによれば、被検者が感じている直接的な情報（脳活動に関する測定脳内データ）を用いるので、被検者の周囲環境を適切に制御することができる。さらに、様々なシチュエーションでの被検者の周囲環境を適切に制御することができる。
【００１３】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の環境制御システムは、前記評価パターン脳内データ記憶部は、快パターン脳内データと不快パターン脳内データとを記憶し、前記判定部は、前記測定時に得られた測定脳内データと、前記快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとを比較することにより、前記測定時の周囲環境より、前記被検者が快に感じかつ不快に感じない、若しくは、効率的に作業を行いかつ非効率的に作業を行わない周囲環境となるように制御信号の種類を決定するようにしてもよい。
本発明の環境制御システムによれば、判定部は、測定脳内データと、快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとを比較することにより、測定時の周囲環境より、被検者が快に感じかつ不快に感じない、若しくは、効率的に作業を行いかつ非効率的に作業を行わない周囲環境となるように制御信号の種類を決定する。つまり、被検者が快に感じている若しくは効率的に作業を行う快パターン脳内データと測定時の測定脳内データとのみを比較して、周囲環境を制御していくのではなく、被検者が快に感じている若しくは効率的に作業を行う快パターン脳内データと、快パターン脳内データとは逆のことを示す不快パターン脳内データとの両方の脳内データと、測定時の測定脳内データとを比較することにより、周囲環境を適切に制御していく。したがって、本発明の環境制御システムによれば、被検者の周囲環境を更に適切に制御することができる。
【００１４】
また、本発明の環境制御システムは、前記周囲環境制御装置は、エアーコンディショナ、オーディオシステム、調光システム、香りを放散するシステム、電動ベッド及び電動マットからなる群から選択される少なくとも１つの装置であるようにしてもよい。
また、本発明の環境制御システムは、前記評価パターン脳内データ記憶部は、測定対象である被検者が予め、快を感じたとき若しくは効率的に作業を行ったときに示す快パターン脳内データと、不快を感じたとき若しくは非効率的に作業を行ったときに示す不快パターン脳内データとを記憶しているようにしてもよい。
本発明の環境制御システムによれば、判定部が測定脳内データと比較することになる快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとを、被検者本人から得て予め記憶しているので、被検者の周囲環境を高精度で制御することができる。
【００１５】
また、本発明の環境制御システムは、前記判定部は、前記測定脳内データと、前記快パターン脳内データ及び不快パターン脳内データとの差を算出することにより、前記測定脳内データと快パターン脳内データとの差を小さくし、かつ、前記測定脳内データと不快パターン脳内データとの差を大きくするように制御信号の種類を決定するようにしてもよい。
また、本発明の環境制御システムは、前記判定部は、前記測定脳内データにおける各測定部位の信号値と、前記快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値及び不快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値との差をそれぞれ算出することにより、前記測定脳内データにおける各測定部位の信号値と快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値とのそれぞれの差の二乗和を小さくし、かつ、前記測定脳内データにおける各測定部位の信号値と不快パターン脳内データにおける各測定部位の信号値とのそれぞれの差の二乗和を大きくするように制御信号の種類を決定するようにしてもよい。
【００１６】
そして、本発明の環境制御システムは、前記送受光部制御部は、設定時間での測定脳内データの時間変化を得て、前記評価パターン脳内データ記憶部は、前記設定時間での快パターン脳内データの時間変化と、前記設定時間での不快パターン脳内データの時間変化とを記憶し、前記判定部は、前記設定時間での測定脳内データの時間変化と、前記設定時間での快パターン脳内データの時間変化及び不快パターン脳内データの時間変化との差を算出することにより、前記設定時間での測定脳内データの時間変化と快パターン脳内データの時間変化との差を小さくし、かつ、前記設定時間での測定脳内データの時間変化と不快パターン脳内データの時間変化との差を大きくするように制御信号の種類を決定するようにしてもよい。
本発明の環境制御システムによれば、設定時間での測定脳内データの時間変化で比較するため、被検者が快に感じている周囲環境か若しくは不快に感じている周囲環境か、又は、効率的に作業を行う周囲環境か若しくは非効率的に作業を行う周囲環境かを、高精度で判定することができる。
【００１７】
さらに、本発明の環境制御システムは、前記判定部は、前記設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと、前記設定時間での快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾き及び不快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を算出することにより、前記設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を小さくし、かつ、前記設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと不快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を大きくするように制御信号の種類を決定するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態である環境制御システムの構成を示すブロック図である。環境制御システムは、送受光部１１と発光部２と光検出部３と環境制御システム全体の制御を行う制御部（コンピュータ）２０とを備える光生体計測装置１と、オフィス６０内の環境を変えるために動作する周囲環境制御装置１００とにより構成される。なお、環境制御システムにおいては、オフィス６０内で仕事を行っている被検者Ｐの脳活動を近赤外光で計測し、計測された電圧値（信号値）に基づいて周囲環境制御装置１００へ制御信号を送信するものとする。
図２は、送受光部１１の一例を示す平面図である。
送受光部１１は、１１個の送光プローブ１２ａ〜１２ｋと１０個の受光プローブ１３ａ〜１３ｊとを有し、送光プローブ１２ａ〜１２ｋと受光プローブ１３ａ〜１３ｊとが行方向及び列方向に交互となるように正方格子状に配置された半球状のものである。なお、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間の最短距離（チャンネル）は、３０ｍｍである。また、１１個の送光プローブ１２ａ〜１２ｋは、近赤外光を出射するものであり、一方、１０個の受光プローブ１３ａ〜１３ｊは、近赤外光の量を検出するものである。
そして、送受光部１１は、オフィス６０内で仕事を行っている被検者Ｐの頭部に装着されることになる。ところが、測定部位は脳であり、脳の外側には頭蓋が存在するので、脳の位置を確認しながら、送光プローブ１２ａ〜１２ｋ及び受光プローブ１３ａ〜１３ｊの取付位置を決めることはできない。そのため、脳の位置を基準にして送光プローブ１２ａ〜１２ｋ及び受光プローブ１３ａ〜１３ｊの位置を決めるのではなく、頭蓋表面に設定した基準点を基にして送光プローブ１２ａ〜１２ｋ及び受光プローブ１３ａ〜１３ｊの取付位置を決めることになる。例えば、頭蓋表面に設定された基準点としては、例えば、国際１０−２０法が発表されている。これにより、被検者Ｐの例えば、左背外側前頭前野と右小脳と右内側前頭前野と右扁桃体と前部帯状回と両側後頭回等が測定対象となる。
【００２０】
発光部２は、コンピュータ２０から入力された駆動信号により１１個の送光プローブ１２ａ〜１２ｋのうちから選択される１個の送光プローブに近赤外光を送光する。上記近赤外光としては、例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍとの２波長光が用いられる。
光検出部３は、１０個の受光プローブ１３ａ〜１３ｊで受光した近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍとの２波長光）を検出することにより、検出した電圧値（信号値）をコンピュータ２０に出力する。なお、各送光プローブ１２ａ〜１２ｋから照射された近赤外光は、隣接する受光プローブ１３ａ〜１３ｊ以外の離れた受光プローブ１３ａ〜１３ｊでも検出されるが、ここでは説明を簡単にするため、隣接する受光プローブ１３ａ〜１３ｊのみで検出されることとする。よって、１１個全ての送光プローブ１２ａ〜１２ｋから近赤外光が送光されたときには、合計３２箇所の測定部位（チャンネル番号１〜３２）における電圧値を示す測定脳内データが得られることとする（図３参照）。
【００２１】
周囲環境制御装置１００は、コンピュータ２０からの制御信号に基づいて制御されるものであれば、特に限定されないが、本実施形態では、エアーコンディショナと、オーディオシステムと、調光システムとである。
エアーコンディショナは、制御信号の種類に基づいて、温度や送風等のオフィス６０内の空調を調整する装置であり、オーディオシステムは、制御信号の種類に基づいて、オフィス６０内に流れる音楽の種類を変える装置であり、調光システムは、制御信号の種類に基づいて、オフィス６０内の照明の明るさを調整する装置である。
【００２２】
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１とメモリ２５とを備え、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、発光部２及び光検出部３を制御する送受光部制御部４と、判定部３１と、出力部３２と、設定部３３とを有する。また、メモリ２５は、測定脳内データを記憶する測定脳内データ記憶部５１と、快パターン脳内データと不快パターン脳内データとノーマルパターン脳内データを記憶する評価パターン脳内データ記憶部５２とを有する。
快パターン脳内データは、被検者Ｐが快に感じている周囲環境であるかを判定するためのデータであり、３２箇所の測定部位（チャンネル番号１〜３２）における７８０ｎｍと８５０ｎｍとでの各電圧値を示すデータである。例えば、チャンネル番号ａの波長λｎでの電圧値をｙａ（λｎ）とすると、快パターン脳内データは（ｙ１（７８０）, ｙ２（７８０）,・・・,ｙ３２（７８０）,ｙ１（８５０）, ｙ２（８５０）,・・・,ｙ３２（８５０））となる。なお、本実施形態では、快パターン脳内データは、後述する設定部３３によって作成されて評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶されることになる。
また、不快パターン脳内データは、被検者Ｐが不快に感じている周囲環境であるかを判定するためのデータであり、快パターン脳内データと同様に、３２箇所の測定部位（チャンネル番号１〜３２）における７８０ｎｍと８５０ｎｍとでの各電圧値を示すデータである。例えば、チャンネル番号ａの波長λｎでの電圧値をｚａ（λｎ）とすると、不快パターン脳内データは（ｚ１（７８０）, ｚ２（７８０）,・・・,ｚ３２（７８０）,ｚ１（８５０）, ｚ２（８５０）,・・・,ｚ３２（８５０））となる。なお、本実施形態では、不快パターン脳内データも、後述する設定部３３によって作成されて評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶されることになる。
さらに、ノーマルパターン脳内データは、被検者Ｐが不快にも快にも感じていない周囲環境であることを示すデータであり、快パターン脳内データと同様に、３２箇所の測定部位（チャンネル番号１〜３２）における７８０ｎｍと８５０ｎｍとでの各電圧値を示すデータである。なお、本実施形態では、ノーマルパターン脳内データも、後述する設定部３３によって作成されて評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶されることになる。
【００２３】
送受光部制御部４は、発光部２に駆動信号を出力する発光制御部４２と、光検出部３から受信した測定脳内データを測定脳内データ記憶部５１に記憶させる光検出制御部４３とを有する。
発光制御部４２は、送光プローブ１２に近赤外光を送光させる駆動信号を発光部２に出力する制御を行うものである。例えば、まず、送光プローブ１２ａに７８０ｎｍの光を０．１５秒間送光させ、次に、送光プローブ１２ｂに７８０ｎｍの光を０．１５秒間送光させるように、送光プローブ１２ａから送光プローブ１２ｋまで順番に７８０ｎｍの光を送光させる駆動信号を発光部２に出力する。さらに、送光プローブ１２ａから送光プローブ１２ｋまで順番に７８０ｎｍの光を送光させた後には、同様にして送光プローブ１２ａから送光プローブ１２ｋまで順番に８５０ｎｍの光を送光させる駆動信号を発光部２に出力する。つまり、最終的には、１１個全ての送光プローブ１２ａ〜１２ｋから７８０ｎｍと８５０ｎｍとの２波長光を送光させる。
【００２４】
光検出制御部４３は、光検出部３から受信した測定脳内データを測定脳内データ記憶部５１に記憶させる制御を行うものである。例えば、送光プローブ１２ａから送光された７８０ｎｍの光を受光プローブ１３ａ、１３ｄで検出した電圧値（信号値）を受信し、次に、送光プローブ１２ｂから送光された７８０ｎｍの光を受光プローブ１３ａ、１３ｂ、１３ｅで検出した電圧値を受信するように、１１個の送光プローブ１２ａ〜１２ｋから送光した７８０ｎｍの光を受光プローブ１３ａ〜１３ｊで検出した電圧値を受信する。さらに、同様にして１１個の送光プローブ１２ａ〜１２ｋから送光した８５０ｎｍの光を受光プローブ１３ａ〜１３ｊで検出した電圧値を受信する。つまり、最終的には、合計３２箇所の測定部位（チャンネル番号１〜３２）における７８０ｎｍと８５０ｎｍとでの各電圧値を示す測定脳内データが得られる。具体的には、測定脳内データにおけるチャンネル番号ａの波長λｎでの電圧値をｘａ（λｎ）とすると、（ｘ１（７８０）, ｘ２（７８０）,・・・,ｘ３２（７８０）,ｘ１（８５０）, ｘ２（８５０）,・・・,ｘ３２（８５０））が得られる。
【００２５】
設定部３３は、周囲環境制御装置１００の制御を行う前に予め快パターン脳内データと不快パターン脳内データとノーマルパターン脳内データとを評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶させる制御を行うものである。
例えば、５種類の周囲環境（Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）を予め設定しておき、周囲環境制御装置１００によって５種類の周囲環境を形成したときにそれぞれの周囲環境での被検者Ｐの合計３２箇所の測定部位（チャンネル番号１〜３２）における７８０ｎｍと８５０ｎｍとでの各電圧値（測定脳内データ）を示す測定脳内データを得る。そして、被検者Ｐが５種類の周囲環境（Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）に対して快に感じた周囲環境から順番に順位をつけることにより、１番、快に感じた周囲環境時に得られた測定脳内データを快パターン脳内データとして記憶させ、３番目に快に感じた周囲環境時に得られた測定脳内データをノーマルパターン脳内データとして記憶させ、１番、不快に感じた周囲環境時に得られた測定脳内データを不快パターン脳内データとして記憶させる。
【００２６】
判定部３１は、測定時に測定脳内データ記憶部５１に記憶された測定脳内データにおける各測定部位の電圧値ｘａ（λｎ）と、快パターン脳内データにおける各測定部位の電圧値ｙａ（λｎ）とから下記式（２）により二乗和ＳＥ１を算出するともに、測定脳内データにおける各測定部位の電圧値ｘａ（λｎ）と、不快パターン脳内データにおける各測定部位の電圧値ｚａ（λｎ）とから下記式（３）により二乗和ＳＥ２を算出することにより、二乗和ＳＥ１を小さくし、かつ、二乗和ＳＥ２を大きくするように制御信号の種類を決定する制御を行うものである。
【００２７】
【数２】
2009136495.tif 000004
【００２８】
出力部３２は、判定部３１で決定された制御信号を周囲環境制御装置１００に出力する制御を行うものである。
これにより、周囲環境制御装置１００は、出力部３２から入力された制御信号の種類に応じて動作することになる。例えば、エアーコンディショナは、温度や送風等のオフィス６０内の空調を調整し、オーディオシステムは、オフィス６０内に流れる音楽の種類を変え、調光システムは、オフィス６０内の照明の明るさを調整する。
【００２９】
次に、環境制御システムを用いて、評価パターン脳内データ記憶部５２に快パターン脳内データと不快パターン脳内データとノーマルパターン脳内データとを記憶させる設定方法について説明する。図４は、設定方法の一例について説明するためのフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートは、被検者Ｐが、快パターン脳内データと不快パターン脳内データとノーマルパターン脳内データとを記憶させようとした際に、入力装置等を用いて呼び出されるプログラムである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、披検者Ｐの頭蓋表面に送受光部１１を配置する。このとき、国際１０−２０法等を用いて、送受光部１１を配置する。
次に、ステップＳ１０２の処理において、予め設置された５種類の周囲環境を識別するために、Ｃｎ＝Ｃ０と記憶する。
【００３０】
次に、ステップＳ１０３の処理において、設定部３３は、周囲環境制御装置１００に制御信号を出力することによって５種類の周囲環境の内から１つの周囲環境Ｃｎをオフィス６０内に形成する。
次に、ステップＳ１０４の処理において、発光制御部４２及び光検出制御部４３は、発光部２に駆動信号を出力するとともに、光検出部３から受信した測定脳内データを測定脳内データ記憶部５１に記憶させる。
次に、ステップＳ１０５の処理において、Ｃｎ＝Ｃ４であるか否かを判定する。Ｃｎ＝Ｃ４でないと判定した場合には、ステップＳ１０６の処理に進むことにより、Ｃｎ＝Ｃｎ＋１と記憶され、さらにステップＳ１０３の処理に戻る。つまり、Ｃｎ＝Ｃ４であると判定するときまで、ステップＳ１０３及びＳ１０４の処理は繰り返し実行されて、５種類の周囲環境をオフィス６０内に形成することになる。
【００３１】
一方、Ｃｎ＝Ｃ４であると判定した場合には、ステップＳ１０７の処理において、被検者Ｐは５種類の周囲環境（Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）から１番、快に感じた周囲環境を選択する。
次に、ステップＳ１０８の処理において、設定部３３は、１番、快に感じた周囲環境時に得られた測定脳内データを快パターン脳内データとして評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶させる。
次に、ステップＳ１０９の処理において、被検者Ｐは５種類の周囲環境（Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）から１番、不快に感じた周囲環境を選択する。
次に、ステップＳ１１０の処理において、設定部３３は、１番、不快に感じた周囲環境時に得られた測定脳内データを不快パターン脳内データとして評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶させる。
次に、ステップＳ１１１の処理において、被検者Ｐは５種類の周囲環境（Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）から快にも不快にも感じない周囲環境を選択する。
次に、ステップＳ１１２の処理において、設定部３３は、快のも不快にも感じない周囲環境時に得られた測定脳内データをノーマルパターン脳内データとして評価パターン脳内データ記憶部５２に記憶させる。
最後に、ステップＳ１１２の処理が終了したときには、本フローチャートを終了させる。
【００３２】
次に、環境制御システムを用いて、周囲環境制御装置１００を制御する制御方法について説明する。図５は、制御方法の一例について説明するためのフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートは、被検者Ｐが、周囲環境制御装置１００を制御しようとした際に、入力装置等を用いて呼び出されるプログラムである。
まず、ステップＳ２０１の処理において、披検者Ｐの頭蓋表面に送受光部１１を配置する。このとき、国際１０−２０法等を用いて、送受光部１１を配置する。
次に、ステップＳ２０２の処理において、発光制御部４２及び光検出制御部４３は、発光部２に駆動信号を出力するとともに、光検出部３から受信した測定脳内データを測定脳内データ記憶部５１に記憶させる。
【００３３】
次に、ステップＳ２０３の処理において、判定部３１は、測定脳内データ記憶部５１に記憶された測定脳内データにおける各測定部位の電圧値ｘａ（λｎ）と、快パターン脳内データにおける各測定部位の電圧値ｙａ（λｎ）とから式（２）により二乗和ＳＥ１を算出する。
次に、ステップＳ２０４の処理において、判定部３１は、測定脳内データ記憶部５１に記憶された測定脳内データにおける各測定部位の電圧値ｘａ（λｎ）と、不快パターン脳内データにおける各測定部位の電圧値ｚａ（λｎ）とから式（３）により二乗和ＳＥ２を算出する。
次に、ステップＳ２０５の処理において、判定部３１は、二乗和ＳＥ１を小さくし、かつ、測二乗和ＳＥ２を大きくするように制御信号の種類を決定する。
【００３４】
次に、ステップＳ２０６の処理において、判定部３１で決定された制御信号を周囲環境制御装置１００に出力する。
次に、ステップＳ２０７の処理において、エアーコンディショナが、温度や送風等のオフィス６０内の空調を調整したり、オーディオシステムが、オフィス６０内に流れる音楽の種類を変えたり、調光システムが、オフィス６０内の照明の明るさを調整したりする。
次に、ステップＳ２０７の処理において、本フローチャートを終了させるか否かを判断する。周囲環境制御装置１００をまだ制御すると判断したときには、ステップＳ２０２の処理に戻る。つまり、周囲環境制御装置１００をこれ以上は制御しないと判断するまで、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０７の処理は繰り返される。
一方、周囲環境制御装置１００をこれ以上は制御しないと判断したときには、本フローチャートを終了させる。
以上のように、環境制御システム１によれば、被検者Ｐが感じている直接的な情報（脳活動に関する測定脳内データ）を用いるので、被検者Ｐの周囲環境を適切に制御することができる。さらに、様々なシチュエーションでの被検者Ｐの周囲環境を適切に制御することができる。
【００３５】
（他の実施形態）
（１）上述した環境制御システムでは、１１個の送光プローブ１２ａ〜１２ｋと１０個の受光プローブ１３ａ〜１３ｊとを有する送受光部１１を示したが、異なる数、例えば９個の送光プローブと９個の受光プローブとを有する送受光部としてもよい。
（２）上述した環境制御システムでは、被検者Ｐが快に感じているか、又は、被検者Ｐが不快に感じているかを判定する構成を示したが、効率的に作業を行うか、又は、非効率的に作業を行うかを判定する構成としてもよい。
（３）上述した環境制御システムでは、判定部３１は、二乗和ＳＥ１を小さくし、かつ、二乗和ＳＥ２を大きくするように制御信号の種類を決定する構成を示したが、判定部は、設定時間（例えば、１０分間）での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと、設定時間での快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾き及び不快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を算出することにより、設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を小さくし、かつ、設定時間での測定脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きと不快パターン脳内データの時間変化における各測定部位の信号値の傾きとの差を大きくするように制御信号の種類を決定する構成としてもよい。
（４）上述した環境制御システムでは、設定部３３は、周囲環境制御装置１００の制御を行う前に快パターン脳内データと不快パターン脳内データとノーマルパターン脳内データとを一度記憶させる構成を示したが、新たに快パターン脳内データや不快パターン脳内データやノーマルパターン脳内データが得られたときには、快パターン脳内データや不快パターン脳内データやノーマルパターン脳内データを更新して記憶させる構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、周囲環境制御装置の制御を行う環境制御システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態である環境制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】送受光部の一例を示す平面図である。
【図３】測定脳内データの一例を示す図である。
【図４】設定方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図５】制御方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１：光生体計測装置
４：送受光部制御部
１１：送受光部
１２：送光プローブ
１３：受光プローブ
３１：判定部
３２：出力部
５２：評価パターン脳内データ記憶部
１００：周囲環境制御装置
Ｐ：被検者
【図１】
2009136495.tif 000005
【図２】
2009136495.tif 000006
【図４】
2009136495.tif 000007
【図５】
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【図３】
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