特許 6609738 生体光計測装置及び生体光計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6609738

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】生体光計測装置及び生体光計測方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 10/00 20060101AFI20191118BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20191118BHJP

【ＦＩ】

   A61B10/00 EZDM

   G01N21/17 610

【請求項の数】5

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-24160(P2016-24160)

(22)【出願日】2016年2月10日

(65)【公開番号】特開2017-140250(P2017-140250A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2018年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】518070663

【氏名又は名称】株式会社ＮｅＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100113608

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 明

(74)【代理人】

【識別番号】100123319

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100175190

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 裕明

(72)【発明者】

【氏名】舟根 司

(72)【発明者】

【氏名】木口 雅史

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 清

【審査官】 宮川 哲伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３００５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５２８３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８７６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０７３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １０／００

Ｇ０１Ｎ ２１／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の変調周波数で変調された光を被検体に照射する１つまたは複数の光源部と、
前記光源部から照射される光に基づく光信号を検出する１つまたは複数の光検出部と、
前記光検出部において検出された前記光信号に、各々の前記光源部に対応する前記所定の変調周波数の信号を乗算して、各々の前記光源部から照射された信号として、取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得された信号を所定のサンプル周波数でアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器で変換された信号を積算する演算部と、を有し、
前記サンプル周波数は、すべての前記変調周波数の偶数倍であり、
前記演算部が積算する時間は、すべての前記変調周波数の逆数である変調信号周期の整数倍である、
ことを特徴とする生体光計測装置。

【請求項2】

前記変調周波数は所定の周波数信号を分周することにより生成され、
前記アナログ−デジタル変換のサンプル周波数は、前記所定の周波数信号もしくは前記所定の周波数信号の分周により決定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の生体光計測装置。

【請求項3】

前記光源部は、所定の変調周波数で変調された光を、所定の時間分割によって分割された期間の１つで、照射する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の生体光計測装置。

【請求項4】

複数の前記光源部を含み、
前記光源部のうち、同一の前記期間で、同一の前記変調周波数で変調された光を照射する前記光源部は、所定距離以上離間して配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の生体光計測装置。

【請求項5】

所定の変調周波数で変調された光を被検体に照射する１つまたは複数の光源部と、前記光源部から照射される光に基づく光信号を検出する１つまたは複数の光検出部と、含む生体光計測装置が、
前記光検出部において検出された前記光信号に、各々の前記光源部に対応する前記所定の変調周波数の信号を乗算して、各々の前記光源部から照射された信号として、取得し、
前記信号取得部で取得された信号を所定のサンプル周波数でアナログ−デジタル変換し、
前記アナログ−デジタル変換器で変換された信号を積算する生体光計測方法であって、
前記サンプル周波数は、すべての前記変調周波数の偶数倍であり、
前記演算部が積算する時間は、すべての前記変調周波数の逆数である変調信号周期の整数倍である、
ことを特徴とする生体光計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体光計測装置及び生体光計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近赤外分光法（near-infrared spectroscopy: NIRS）を用いた脳機能計測装置は、医療用および研究用機器として、あるいは教育効果・リハビリ効果の確認、家庭における健康管理、商品モニタ等の市場調査に用いることができる。また、同様の手法により組織酸素飽和度計測や筋肉の酸素代謝計測に用いることができる。さらに、果実の糖度計測を始め、光散乱体を測定対象とした一般の吸収分光装置にも用いることができる。

【0003】

このような技術においては、複数の光源からの光を分離、検出するため、特許文献１に開示されるように、異なる周波数で変調した複数の光を照射し、検出信号に変調周波数の信号を掛け合わせることで、所望の信号を分離、検出する（周波数ロックイン検出方式）。このような多点同時計測を目的とする生体光計測における周波数ロックイン検出方式には、ノイズ帯域を小さくできるという利点がある半面、互いに干渉しないよう、つまりクロストークが発生しないよう、互いに十分に離れた異なる周波数の光源を使用するか、光源を空間的に一定間隔以上離して配置することが求められる。特許文献２には、光源を順に、所定の変調周波数で点灯させる方式（時分割ロックイン検出方式）が開示される。この方式によれば、同時に複数の光源が点灯しないためクロストークが起こらないという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−１４９９０３号公報

【特許文献2】特開２００８−１７８５６３号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】McCormick PW, Stewart M, Lewis G, Dujovny M, Ausman JI, Intracerebral penetration of infrared light, J Neurosurg. 76(2), 315-8 (1992)

【非特許文献2】Zeff BW, White BR, Dehghani H, Schlaggar BL, Culver JP. Retinotopic mapping of adult human visual cortex with high-density diffuse optical tomography. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104:12169-12174.

【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、特許文献１に開示される方式では、測定点を増やし多くの周波数を作成するには、周波数帯域を高く設定するとともに、装置が大型化するという課題があった。例えば、従来は、全頭を測定するのに、数十種類程度の周波数が必要であった。また、特許文献２に方式では、原理上、光源数が増えるほど光照射時間が分割され短くなるため信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が低下するという課題がある。さらに、周波数ロックイン検出方式を採用する装置を小型化する場合には、周波数種類を減らすことが求められる。また、時分割数がより少ない条件（連続光が最良）で、周波数種類をいかに減らせるかということが課題となっている。さらに、室内照明等のノイズ源となる周波数（例えば、５０Ｈｚ帯域と５０ｋＨｚ帯域）と干渉しない周波数を選択することが求められる。

【0007】

本発明は、Ｓ／Ｎ低下及びクロストークが抑制された生体光計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、
所定の変調周波数で変調された光を被検体に照射する１つまたは複数の光源部と、
前記光源から照射される光に基づく光信号を検出する１つまたは複数の光検出部と、
前記光検出部において検出された前記光信号に、各々の前記光源部に対応する前記所定の変調周波数の信号を乗算して、各々の前記光源部から照射された信号として、取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得された信号を所定のサンプル周波数でアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器で変換された信号を積算する演算部と、を有し、
前記サンプル周波数は、すべての前記変調周波数の偶数倍であり、
前記演算部が積算する時間は、すべての前記変調周波数の逆数である変調信号周期の整数倍である、
ことを特徴とする生体光計測装置とする。

【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。

【0010】

プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくても、並列的または個別に実行される処理を含む。プログラムを記述するステップの一部が省略されてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、Ｓ／Ｎ低下及びクロストークが抑制された生体光計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの情報処理に関与する構成を例示する図である。

【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、光源モジュール、検出モジュールの例１を示す図である。

【図5】図５は、光源モジュール、検出モジュールの例２を示す図である。

【図6】図６は、頭部装着装置を装着した人体の頭部の断面の例を示す図である。

【図7】図７は、光源モジュールから照射される光のタイミングの例を示す図である。

【図8】図８は、光源モジュール及び検出モジュールの配置の例１を示す図である。

【図9】図９は、光源モジュール及び検出モジュールの配置の例２を示す図である。

【図10】図１０は、モジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係の例１を示す図である。

【図11】図１１は、モジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係の例２を示す図である。

【図12】図１２は、三角格子の格子点に平行四辺形状にモジュールを配置した例を示す図である。

【図13】図１３は、三角格子のモジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係の例を示す図である。

【図14】図１４は、マルチディスタンス計測に対応した光源モジュール及び検出モジュールの配置の例を示す図である。

【図15】図１５は、モジュールにおける周波数設定の動作フローの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

〔実施形態〕
（構成例）
図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの情報処理に関与する構成を例示する図である。図１のように、本情報処理システムは、頭部装着装置１０と利用者端末２０とを有する。本情報処理システムは、利用者の頭部から血流量の変化及び／又は血行動態の変化を示す計測データを検出し、利用者の脳の活動状態を示す脳活動情報を取得する。頭部装着装置１０と利用者端末２０とは、ネットワークＮ１を介して通信するよう構成されてもよいし、一体化されてもよい。本情報処理システム１は、生体光計測装置の一例である。

【0015】

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１０は、情報処理の側面としては、制御部１１と、無線通信部１３と、光源モジュール１４、検出モジュール１５を有する。制御部１１は、頭部装着装置１０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と光源モジュール１４と検出モジュール１５とを起動し、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。頭部装着装置１０は、頭部装着装置１０で使用されるデータ等を格納する記憶手段を有してもよい。

【0016】

頭部装着装置１０は、鉢巻き状に利用者の頭部に巻きつけて装着され、固定用部材を締めつけることによって利用者の頭部に固定される構造を有する。

【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、光源モジュール１４、検出モジュール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、検出モジュール１５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２０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】

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１０を識別する識別子を埋め込んで、利用者端末２０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１０と利用者端末２０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】

光源モジュール１４は、可視光線又は近赤外線を、所定の周波数で変調して、所定のタイミングで、頭部に照射する。可視光線又は近赤外線用の光源は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diodes）、可視光線ランプ、赤外線ランプ等である。各光源は、例えば、識
別子によって識別される。頭部装着装置１０には、複数の光源モジュール１４が含まれ得る。

【0021】

検出モジュール１５は、頭部に照射され、脳の大脳皮質付近で一部吸収されて散乱された可視光線又は近赤外線を受光し、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、血流量及び／又は血行動態の変化が異なる。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、大脳皮質付近での可視光線又は近赤外線の吸収特性、あるいは、散乱特性が変化する。検出モジュール１５は、このような大脳皮質付近の血流及び／又は血行動態の状態に応じた可視光線又は近赤外線の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可視光線又は近赤外線を電気信号に変換して出力する。

【0022】

検出モジュール１５は、例えば、可視光線又は近赤外線を照射する可視光線又は近赤外線用の光源と、可視光線又は近赤外線を受光する検出器を含む。また、受光部は、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ等の光電素子と、増幅器と、ＡＤ（Analog Digital）変換器とを含む。

【0023】

可視光線又は近赤外線用の光源モジュール１４と検出モジュール１５とが対にして設けられなくてもよい。例えば、１つの可視光線又は近赤外線用の光源モジュール１４に対して、複数の検出モジュール１５が設けられてもよい。また、光源モジュール１４は、光照射手段の例である。検出モジュール１５は光検出手段の一例である。

【0024】

図３は、利用者端末の構成例を示す図である。利用者端末２０は、頭部装着装置１０から、利用者の大脳皮質付近での可視光線又は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２０は、情報処理装置（コンピュータ）の一例である。利用者端末２０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２０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。

【0025】

利用者端末２０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２０としての処理を実行する。利用者端末２０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。

【0026】

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。メモリ２２は、記憶手段の一例である。

【0027】

無線通信部２３は、頭部装着装置１０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２０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。

【0028】

公衆回線通信部２４は、上位のネットワークを介して、上位のネットワーク上のサーバ（情報処理装置）等と通信する（図示なし）。上位のネットワークは、公衆回線網であり、例えば、携帯電話網である。上位のネットワーク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上位のネットワークに接続する。ただし、上位のネットワークは、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。上位のネットワークは、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は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、上位のネットワーク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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

〈光源モジュール、検出モジュールの例１〉
図４は、光源モジュール、検出モジュールの例１を示す図である。図４の光源モジュール１４は、光源制御部１４１、光源１４２を含む。図４の検出モジュール１５は、検出器１５１、信号取得部１５２、ＡＤ変換器１５３、演算部１５４を含む。

【0033】

光源モジュール１４において、光源制御部１４１は、光源１４２から照射される光（可視光線または近赤外線）を制御する。光源１４２は、例えば所定の周波数で強度変調された光を、人体の頭部などの被検体に照射する。

【0034】

検出モジュール１５において、検出器１５１は、被検体を伝搬した光を検出する。信号取得部１５２は、検出した光を信号として取得する。ＡＤ変換器１５３は、信号取得部１５２で取得された信号を、デジタルデータに変換する。演算部１５４は、ＡＤ変換器１５３で変換されたデジタルデータに対して、加算もしくは平均化等の処理を行う。

【0035】

〈光源モジュール、検出モジュールの例２〉
図５は、光源モジュール、検出モジュールの例２を示す図である。図５の光源モジュール１４は、発振部２４１、分周部２４２、分周部２４３、信号選択部２４４、信号選択部２４５、光照射部２４６を含む。図５の検出モジュール１５は、光検出部２５１、増幅器２５２、発振部２５３、分周部２５４、分周部２５５、信号選択部２５６、信号選択部２５７、乗算器２５８、乗算器２５９、ＡＤ変換器２６０、ＡＤ変換器２６１、演算部２６２、通信部２６３を含む。乗算器は、混合器、ミキサーともいう。乗算器は、信号取得部の一例である。

【0036】

光源モジュール１４において、発振部２４１は、所定の周波数のクロック信号を生成する。分周部２４２、分周部２４３は、それぞれ、発振部２４１で生成されたクロック信号を分周して複数のクロック信号を生成する。信号選択部２４４は、分周部２４２で分周されたクロック信号を所定時間タイミングに応じて選択することで、光照射部２４６で照射される波長λ１の光を変調するための所定の周波数のクロック信号を生成する。信号選択部２４５は、分周部２４３で分周されたクロック信号を所定時間タイミングに応じて選択することで、光照射部２４６で照射される波長λ２の光を変調するための所定の周波数のクロック信号を生成する。信号選択部２４４で選択される周波数と信号選択部２４５で選択される周波数とは、異なる。光照射部２４６は、波長λ１の光及び波長λ２の光を生成し、それぞれ、信号選択部２４４及び信号選択部２４５で選択された周波数で変調して、被検体に照射する。１つの光源から複数の波長の光を照射することで、被検体の１つの位置に対して複数の種類の結果を得ることができる。ここでは、２種類の波長の光を使用しているが、波長の種類は２種類に限定されるものではない。光照射部２４６は、あらかじめ設定された時分割の所定の期間で、光を照射する。

【0037】

検出モジュール１５において、光検出部２５１は、被検体を伝播した光を検出する。増幅器２５２は、光検出部２５１が検出した光を増幅する。また、発振部２５３は、発振部２４１と同じ所定の周波数のクロック信号を生成する。分周部２４２、分周部２４３は、それぞれ、発振部２５３で生成されたクロック信号を分周して複数のクロック信号を生成する。信号選択部２５６は、分周部２５５で分周されたクロック信号を所定時間タイミングに応じて選択することで、光検出部２５１で検出される波長λ１の光を変調した所定の周波数のクロック信号を生成する。信号選択部２５７は、分周部２５５で分周されたクロック信号を所定時間タイミングに応じて選択することで、光検出部２５１で検出される波長λ２の光を変調した所定の周波数のクロック信号を生成する。乗算器２５８は、信号選択部２５６で生成されたクロック信号（クロック参照信号）と、増幅器２５２で増幅された信号とを乗算する。さらに、乗算器２５８は、乗算された信号を平滑化（もしくは、アナログローパスフィルタ適用）を行う。また、乗算器２５９は、信号選択部２５７で生成されたクロック信号（クロック参照信号）と、増幅器２５２で増幅された信号とを乗算する。さらに、乗算器２５９は、乗算された信号を平滑化（もしくは、アナログローパスフィルタ適用）を行う。ＡＤ変換器２６０は、乗算器２５８で処理された信号を、デジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２６１は、乗算器２５９で処理された信号を、デジタル信号に変換される。演算部２６２は、変換されたデジタル信号に対して、所定の信号処理を行う。通信部２６３は、演算部２６２で処理された信号を出力する。発振部２４１、発振部２５３は、共通化されてもよい。発振部を共通化することで、作成するクロック信号を最小限として、コンポーネント数を低減できるとともに，クロストークを低減した測定を実現可能となる。また、各信号選択部で生成されるクロック信号毎に、発振部が存在しても
よい。

【0038】

〈光源と検出器との距離〉
光源モジュール１４の光源（光照射部）と検出モジュール１５の検出器（光検出部）との距離は、３０ｍｍ程度とすることが好ましい。３０ｍｍ程度の距離とすることで、人体の頭部において、大脳皮質由来の信号を皮膚の上から検出することができる（非特許文献１参照）。

【0039】

図６は、頭部装着装置を装着した人体の頭部の断面の例を示す図である。図６では、人体の頭部及び頭部装着装置１０の光源モジュール１４、第１検出モジュール１５−１、第２検出モジュール１５−２が示されている。光源モジュール１４と第２検出モジュール１５−２との間の距離は、３０ｍｍであり、光源モジュール１４と第１検出モジュール１５−１との間の距離は、３０ｍｍよりも十分に短い（例えば、１０ｍｍ未満）。光源モジュール１４は、頭部に向けて光を照射する。光源モジュール１４から照射された光は、頭部を伝播して、第１検出モジュール１５−１、第２検出モジュール１５−２で検出される。第２検出モジュール１５−２で検出される光は、頭皮から離れた大脳皮質に達する。一方、第１検出モジュール１５−１で検出される光は、大脳皮質に達しない。即ち、光源モジュール１４から照射された光を第１検出モジュール１５−１で検出しても、大脳皮質の信号とはならない。よって、光源モジュール１４と検出モジュール１５との距離を、３０ｍｍ程度とすることで、大脳皮質由来の信号を検出することができる。尚、光源モジュール１４と第１検出モジュール１５−１との間の距離は、１５〜２１ｍｍ程度に設定しても良く、その場合においても、第１検出モジュール１５−１及び第２検出モジュール１５−２で検出される信号に対する大脳皮質由来信号と頭皮由来信号の寄与は異なるため、両信号を用いて、大脳皮質由来の信号を推定することができる。

【0040】

また、人体の頭部に装着される光源モジュール１４と検出モジュール１５との距離を３０ｍｍから５０ｍｍに広げると、検出される光の強度は、１００分の１程度になる（非特許文献２参照）。即ち、１０ｍｍ離れる毎に１０分の１程度になると考えられる。ここで、光源モジュール１４で照射され、頭部を通って、検出モジュール１５で検出される光は、脳血流量の変化に対応して数％程度、変化すると仮定すると、例えば、３０ｍｍ離れた光源モジュール１４からの光を検出する検出モジュール１５にとって、検出モジュール１５から６５ｍｍ以上離れた光源モジュール１４からの光の強度は、３０ｍｍ離れた光源モジュール１４からの光の強度の１０００分の１以下（０．１％以下）となるので、事実上無視できる。したがって、検出モジュール１５を中心とした半径６５ｍｍ未満の範囲には、同一の周波数で変調された光を同一のタイミングで照射する光源モジュール１４が複数存在しないことが好ましい。

【0041】

また、光源モジュール１４が被検体である頭部に密着せずに浮いた場合等に、光源モジュール１４からの光が頭部ではなく空気中を伝播して検出モジュール１５で検出されることがある。このことを考慮すると、検出モジュール１５を中心とした半径１５０ｍｍ未満の範囲には、同一の光を同一のタイミングで照射する光源モジュール１４が複数存在しないことが好ましい。

【0042】

図７は、光源モジュールから照射される光のタイミングの例を示す図である。図７のグラフでは、横軸は時間軸で、時間軸上の黒い四角の部分は光が照射される期間を示す。また、図７において、Ｓ１−Ｓ４は、それぞれ、光を照射する光源モジュールを示す。図７のグラフでは、例えば、光源Ｓ１において、波長λ１の光が周波数ｆ１で変調され、波長λ２の光が周波数ｆ２で変調され、期間Ｔ１のタイミングで、照射される。光源Ｓ２において、波長λ１の光が周波数ｆ３で変調され、波長λ２の光が周波数ｆ４で変調され、期間Ｔ２のタイミングで、照射される。光源Ｓ３において、波長λ１の光が周波数ｆ３で変
調され、波長λ２の光が周波数ｆ４で変調され、期間Ｔ３のタイミングで、照射される。光源Ｓ４において、波長λ１の光が周波数ｆ５で変調され、波長λ２の光が周波数ｆ６で変調され、期間Ｔ４のタイミングで、照射される。図７の例では、時分割数は４であり、時分割の各期間が、期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３、期間Ｔ４の順で連続している。期間Ｔ４の後に期間Ｔ１が続く。１つの光源において、波長λ１の光及び波長λ２の光は、互いに異なる周波数で変調される。検出モジュールから所定の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないように、光を照射する期間や光の変調周波数が決定される。

【0043】

〈モジュールの配置〉
図８は、光源モジュール及び検出モジュールの配置の例１を示す図である。図８のモジュールの配置は、被検体に頭部装着装置が装着された際の外部側から見たモジュールの配置である。図８の例では、正方格子の横方向に４列、縦方向に３列の計１２個のモジュールが配置される。図８の例では、左上の端に光源モジュール１４が配置され、横方向に、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。また、縦方向にも、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。よって、図８のモジュールの配置では、６個の光源モジュール１４（Ｓ１−Ｓ６）と６個の検出モジュール１５（Ｄ１−Ｄ６）とが含まれる。図８の光源モジュールにおいて、内部に記載される数字は、光が照射されるタイミング（時分割の期間）を示す。時分割の分割数が４であるとすると、照射されるタイミングは、１、２、３、４の順であり、４の次は、１に戻って繰り返される。１番目の期間を期間Ｔ１、２番目の期間を期間Ｔ２などという。また、光源モジュールの周辺に記載される、「ｆ１、ｆ２」等の記号は、照射される波長λ１及びλ２が変調される周波数を示す。例えば、Ｓ１の光源モジュール１４では、３番目の期間（Ｔ３）で、波長λ１の光が周波数ｆ３で変調され、波長λ２の光が周波数ｆ４で変調されて、照射される。光源モジュール１４から照射される光は、被検体を通って、隣接する検出モジュール１５で検出される。例えば、Ｓ１の光源モジュール１４で照射される光は、Ｄ１及びＤ３の光源モジュール１４で検出され、処理される。１つの光源モジュールにおいて、波長λ１の光及び波長λ２の光は、互いに異なる周波数で変調され、同じ期間に照射される。

【0044】

また、各検出モジュール１５では、光源モジュール１４で照射され、被検体を通った光の信号を検出する。例えば、Ｄ４の検出モジュール１５では、期間Ｔ１でＳ２の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ２でＳ４の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ３でＳ６の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ４でＳ３の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出する。また、Ｄ４の検出モジュール１５は、例えば、期間Ｔ３において、Ｓ６の光源モジュール１４からの光と共に、Ｓ１の光源モジュール１４からの光を検出しうるが、Ｓ６の光源モジュール１４からの光の変調周波数と、Ｓ１の光源モジュール１４からの光の変調周波数とが異なるため、Ｓ６の光源モジュール１４からの光のみを抽出することができる。具体的には、期間Ｔ３で検出した光に、Ｓ６の光源モジュール１４の変調周波数を乗算することで、他の変調周波数による信号を除去することができる。よって、検出モジュール１５の近傍に、同一のタイミングで照射する光源モジュール１４が存在しても、変調周波数が異なれば、分離、抽出することが可能である。

【0045】

また、Ｄ１の検出モジュール１５では、期間Ｔ１でＳ２の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ３でＳ１の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ３、ｆ４で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ４でＳ３の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調され
た波長λ１、λ２の光を検出する。ここで、Ｄ１の検出モジュール１５では、期間Ｔ１で検出した光に対して、周波数ｆ１のクロック信号を乗算して平均化して、Ｓ２の光源モジュール１４からの波長λ１の光を抽出する。また、Ｄ１の検出モジュール１５では、期間Ｔ１で検出した光に対して、周波数ｆ２のクロック信号を乗算して平均化して、Ｓ２の光源モジュール１４からの波長λ２の光を抽出する。同様にして、期間Ｔ３で検出した光から、Ｓ１の光源モジュール１４からの光を抽出し、期間Ｔ４で検出した光から、Ｓ３の光源モジュール１４からの光を抽出する。このとき、サンプリング周波数を後述する所定の周波数とすることにより、より効率的に他の変調周波数による信号を除去することができる。

【0046】

ここでは、２つの波長の光を用いているが、波長の種類は２つに限られず、３つ以上であってもよい。この場合、１つの光源モジュール１４に対して３つ以上の変調周波数が使用される。また、波長の種類は１つであってもよい。

【0047】

図９は、光源モジュール及び検出モジュールの配置の例２を示す図である。図９のモジュールの配置は、被検体に頭部装着装置が装着された際の外部側から見たモジュールの配置である。図９の例では、正方格子の横方向に５列以上、縦方向に５列のモジュールが配置される。図９の例では、左上の端に光源モジュール１４が配置され、横方向に、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。また、縦方向にも、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。図９の光源モジュールにおいて、内部に記載される数字や周辺に記載される「ｆ１、ｆ２」等の記号は、図８の例と同様である。隣接するモジュールの間隔は、３０ｍｍである。各検出モジュールにとって、同一の変調周波数かつ同一の照射タイミングで照射する光源は、各検出モジュールから１５０ｍｍ未満には、配置されないようにする。これにより、例えば、Ｄ３の検出モジュール１５では、期間Ｔ３のタイミングで、Ｓ１の光源モジュール１４及びＳ１３の光源モジュール１４から、変調周波数ｆ３、ｆ４で変調された光が検出されうるが、Ｓ１３の光源モジュールは１５０ｍｍ以上離れているため、Ｓ１３の光源モジュール１４からの光の強度はＳ１の光源モジュール１４からの光の強度に比べて、非常に小さい。このため、Ｄ３の検出モジュール１５では、Ｓ１３の光源モジュール１４からの光の影響をほとんど受けない。図９の配置では、時分割数４、変調周波数は１つの波長の光につき３種類（ここでは、２波長なので６種類）であれば、検出モジュールから１５０ｍｍ未満の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないようにすることができる。即ち、この構成では、変調周波数を光源モジュールの数だけ用意する必要はなく、モジュールの小型化、周波数を生成する回路の削減をすることができる。

【0048】

図１０は、モジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係の例１を示す図である。図１０において、モジュール配置は、図８や図９の例のように各モジュールが正方格子の格子点に配置される配置である。正方格子の間隔は３０ｍｍである。また、各モジュール配置において、図８や図９の例のように、左上の端は光源モジュールであり、横方向にも縦方向にも光源モジュールと検出モジュールとが交互に配置される。図１０の例は、同一タイミング（同一の時分割の期間）で同一変調周波数の光源モジュールが、検出モジュールから半径１５０ｍｍ未満に２個以上配置されないようにする場合の例である。例えば、プローブ配置が１×４（即ち、２個の光源モジュールと２個の検出モジュールとが１列に交互に配置）では、最小時分割数２、最小変調周波数数２となる。図１０の例では、光源モジュール１４で使用される光の波長は２種類としている。よって、１×４の配置では、２つに時分割をして、２波長の光に対して２つの変調周波数を使用することで、検出モジュールから１５０ｍｍ未満の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないようにすることができる。図１０の例では、時分割数を最小にすることを優先している。時分割の分割数が多くなるほど、Ｓ／Ｎが低下するからである。また、Ｍ×Ｎ（Ｍ，Ｎ≧４）の配置では、４つに時分割をして、２波長の光に対して６つ
の変調周波数を使用することで、検出モジュールから１５０ｍｍ未満の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないようにすることができる。即ち、４時分割、６変調周波数で、あらゆる正方格子配置にて測定することが可能となる。モジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係は、頭部装着装置１０や利用者端末２０の記憶手段等に格納される。

【0049】

図１１は、モジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係の例２を示す図である。図１１において、モジュール配置は、図８や図９の例のように各モジュールが正方格子の格子点に配置される配置である。正方格子の間隔は３０ｍｍである。また、各モジュール配置において、図８や図９の例のように、左上の端は光源モジュールであり、横方向にも縦方向にも光源モジュールと検出モジュールとが交互に配置される。図１１の例は、同一タイミング（同一の時分割の期間）で同一変調周波数の光源モジュールが、検出モジュールから半径６５ｍｍ未満に２個以上配置されないようにする場合の例である。例えば、プローブ配置が２×Ｎ（Ｎ≧４）（即ち、Ｎ個の光源モジュールとＮ個の検出モジュールとが２列に交互に配置）では、最小時分割数３、最小変調周波数数２となる。図１１の例では、光源モジュール１４で使用される光の波長は２種類としている。よって、２×Ｎの配置では、３つに時分割をして、２波長の光に対して２つの変調周波数を使用することで、検出モジュールから６５ｍｍ未満の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないようにすることができる。図１１の例では、時分割数を最小にすることを優先している。また、Ｍ×Ｎ（Ｍ≧３、Ｎ≧４）の配置では、４つに時分割をして、２波長の光に対して２つの変調周波数を使用することで、検出モジュールから６５ｍｍ未満の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないようにすることができる。即ち、４時分割、２変調周波数で、あらゆる正方格子配置にて測定することが可能となる。

【0050】

図１２は、三角格子の格子点に平行四辺形状にモジュールを配置した例を示す図である。図１２のモジュールの配置は、被検体に頭部装着装置が装着された際の外部側から見たモジュールの配置である。図１２の例では、三角格子の第１方向にＮ個、第１方向と１２０度の角度をなす第２方向にＭ列のモジュールが配置される。図１２の例では、左の端に光源モジュール１４が配置され、第１方向及び第２方向に、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。隣接するモジュールの間隔は、３０ｍｍである。

【0051】

図１３は、三角格子のモジュール配置と、最小時分割数、最小変調周波数数との関係の例を示す図である。図１３において、モジュール配置は、図１２の例のように各モジュールが三角格子の格子点に平行四辺形状に配置される配置である。三角格子の間隔は３０ｍｍである。また、各モジュール配置において、図１２の例のように、左の端は光源モジュールであり、第１方向にも第２方向にも光源モジュールと検出モジュールとが交互に配置される。図１３の例は、同一タイミング（同一の時分割の期間）で同一変調周波数の光源モジュールが、検出モジュールから半径６５ｍｍ未満に２個以上配置されないようにする場合の例である。第１方向Ｍ×第２方向Ｎ（Ｍ≧３、Ｎ≧４）の配置では、４つに時分割をして、２波長の光に対して４つの変調周波数を使用することで、検出モジュールから６５ｍｍ未満の範囲では同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないようにすることができる。即ち、４時分割、４変調周波数で、あらゆる平行四辺形状の三角格子配置にて測定することが可能となる。

【0052】

図１４は、マルチディスタンス計測に対応した光源モジュール及び検出モジュールの配置の例を示す図である。図１４のモジュールの配置は、被検体に頭部装着装置が装着された際の外部側から見たモジュールの配置である。図１４の例では、正方格子の格子点の横方向に１２列、縦方向に２列の計１２個のモジュールと、正方格子の正方形の中心に１１個のモジュールとの合計１３個のモジュールが配置される。図１４の例では、正方格子の
格子点の左上の端に光源モジュール１４が配置され、その横方向に、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。また、その縦方向にも、光源モジュール１４と検出モジュール１５とが交互に配置される。さらに、正方格子の正方形の中心に検出モジュール１５が配置される。よって、図１４のモジュールの配置では、１２個の光源モジュール１４と１３個の検出モジュール１５（Ｄ１−Ｄ１２、ＤＤ１−ＤＤ１１）とが含まれる。図１４の光源モジュールにおいて、内部に記載される数字は、光が照射されるタイミング（時分割の期間）を示す。時分割の分割数が３であるとすると、照射されるタイミングは、１、２、３の順であり、３の次は、１に戻って繰り返される。１番目の期間を期間Ｔ１、２番目の期間を期間Ｔ２などという。また、光源モジュールの周辺に記載される、「ｆ１、ｆ２」等の記号は、照射される波長λ１及びλ２が変調される周波数を示す。例えば、左上の端の光源モジュール１４では、１番目の期間（Ｔ１）で、波長λ１の光が周波数ｆ１で変調され、波長λ２の光が周波数ｆ２で変調されて、照射される。また、Ｄ１の検出モジュール１５では、期間Ｔ１で上隣の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ２で右隣の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出する。さらに、ＤＤ１の検出モジュール１５では、期間Ｔ１で左上隣の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出し、期間Ｔ２で右下隣の光源モジュール１４から照射される周波数ｆ１、ｆ２で変調された波長λ１、λ２の光を検出する。ＤＤ１の検出モジュール１５と隣接する光源モジュール１４との距離は、約２１ｍｍであり、Ｄ１の検出モジュール１５と隣接する光源モジュール１４との距離３０ｍｍより短い。このような配置にすることで、複数の距離の信号を取得することができる。また、この配置では、２×１２の正方格子の配置と比べて、検出モジュール１５のみを追加する構成であるので、他の検出モジュールに光ノイズ等の影響を与えない。また、この配置における時分割数及び変調周波数数は、２×１２の正方格子の配置と同様にすることができる。

【0053】

〈変調周波数の選択〉
光源モジュール１４から照射される光の強度変調周波数（駆動周波数）を設定する場合には、クロストークを低減するために、以下の条件で各々の光の強度変調周波数を選択する。駆動周波数をｆｉ（ｉは、周波数のインデックスで任意整数。例えばｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６）と置き、ＡＤ変換器において、所定のサンプル周波数ｆｓでアナログ−デジタル変換すると仮定すると、アナログ−デジタル変換のサンプル周波数ｆｓは、各々の駆動周波数ｆｉの偶数倍である必要がある（式１）。

【数1】

【0054】

駆動周波数が複数ある場合には、それらの最小公倍数となる周波数の偶数倍を選べばよい。これは、ロックイン検出時において、所定信号の周波数を乗算器で掛け合わせる際、所定信号以外の信号（不要信号、他の駆動周波数による信号）を打ち消すために、所定信号の駆動周波数以外のすべての周波数（他の駆動周波数）について、正値（もしくは、基準電圧より高い電圧）と負値（もしくは、基準電圧より低い電圧）値を等しい数だけサンプリングするためである。奇数倍とした場合には、不要信号は正負で打ち消し合わなくなり、振幅に依存したノイズ（クロストーク）として所定信号に載ってしまう。さらに、演算部は、所定回数ｎ回、取得された電圧値の平均もしくは和を算出する。その平均もしくは和を算出する時間（積算時間）（Ｔ＝ｎ／ｆｓ）は、演算部が設定する各々の駆動信号周期（１／ｆｉ）の整数倍である必要がある（式２）。

【数2】

【0055】

このとき，各々の駆動周波数間のビート（うなり）周期Ｔｂは、

【数3】

であるため，積算時間（Ｔ＝ｎ／ｆｓ）とビート周期Ｔｂとの比は、

【数4】

となり、積算時間はビート周期の整数倍となるため，積算時間Ｔにおける加算もしくは平均化によりビート信号は打ち消される。さらに，式４が成り立つとき、

【数5】

（ただし、Ｎｐｉは駆動信号周期（１／ｆｉ）におけるアナログ−デジタル変換のサンプル数）
が成り立ち、積算時間Ｔ内に含まれる駆動周波数ｆｉのパルス数をｋｉ（＝ｎ／Ｎｐｉ＝ｆｉ×Ｔ）とすれば、

【数6】

が成り立ち、互いのパルス数の差は自然数となる。なお、式２を満たすと、

【数7】

となり、積算時間Ｔ内に含まれる各々の周波数信号パルスの数は自然数である。

【0056】

これにより、少なくとも式１と式２の条件を同時に満たすことで、所望以外の周波数信号は、平均化処理により正負で打ち消しあい抑制されるため、異なる光源からの光信号によるクロストークは検出されなくなる。以上の条件を満たす周波数の組み合わせは一般に複数存在するため、必要な周波数の種類数の条件、必要なサンプル周波数の条件等から、最適な値を決めることになる。さらに、商用電源周波数、室内照明等の周波数との干渉を避ける場合には、これらの周波数の整数倍にならないように決める。さらに、ここまでは
各駆動周波数の位相に言及しなかったが、位相変換手段等を用いて、測定条件、環境に応じ最適な位相を選択するよう構成しても良い。位相を変化させることにより、複数の光源からの検出光量の総和のピーク値の大きさ及びそのタイミングを変化させることが可能となるという効果がある。

【0057】

（動作例）
〈周波数設定〉
図１５は、モジュールにおける周波数設定の動作フローの例を示す図である。利用者端末２０で行われる処理は、頭部装着装置１０で行われてもよい。

【0058】

Ｓ１１において、頭部の脳血流変化を測定する利用者は、利用者端末２０により、頭部に装着するモジュールの配置（光源モジュールと検出モジュールとの配置）を選択する。選択されるモジュールの配置は、利用者等によって利用者端末２０に入力されてもよいし、利用者端末２０の出力部２７に複数のモジュール配置のパターンを表示して、当該パターンの中から利用者によって選択されてもよい。

【0059】

Ｓ１２において、利用者端末２０は、選択されたモジュール配置に基づいて、最小の時分割数を決定する。利用者端末２０は、記憶手段に格納される図１０等のようなモジュール配置と最小時分割数等の関係から、選択されたモジュール配置に基づいて、最小時分割数を決定する。

【0060】

Ｓ１２において、利用者端末２０は、選択されたモジュール配置に基づいて、最小の時分割数、変調周波数を決定する。利用者端末２０は、記憶手段に格納される図１０等のようなモジュール配置と最小時分割数等の関係から、選択されたモジュール配置に基づいて、最小時分割数、最小変調周波数数を決定する。

【0061】

Ｓ１３において、利用者端末２０は、Ｓ１２で決定された最小変調周波数数分の変調周波数を、光源モジュール１４及び検出モジュール１５で使用する変調周波数として決定する。利用者端末２０は、Ｓ１２で決定された数の変調周波数を、上記で記載したように、選択する。また、利用者端末２０は、光源モジュール１４及び検出モジュール１５で使用するサンプル周波数（サンプリング周波数）、積算時間等を、上記で記載したように選択する。また、利用者端末２０は、各光源モジュール１４及び各検出モジュール１５で使用される、変調周波数、照射の期間を、各モジュールに対して、検出モジュール１５から所定の範囲で同一のタイミングで同一の周波数で変調された光が照射されないように、割り当てる。

【0062】

Ｓ１４において、利用者端末２０は、頭部装着装置１０の各光源モジュール１４及び各検出モジュール１５に、照射の期間、変調周波数、サンプル周波数、積算時間等を設定する。これによって、Ｓ１１で選択され他モジュール配置の各光源モジュール１４及び各検出モジュール１５に、照射の期間（タイミング）、変調周波数等が設定される。

【0063】

（その他）
ここでは、頭部に装着する頭部装着装置１０としたが、上記の頭部装着装置１０と同様の構成で、光源モジュール１４及び検出モジュール１５を、頭部以外の皮膚上（筋肉上）に貼り付け、筋肉における血流動態変化もしくは血流を計測してもよい。筋肉における血流動態変化等を測定することで、運動時の筋肉における酸素代謝の算出を行うことが可能となる。このとき、脳血流量変化測定の場合よりも皮膚から浅い位置の血流変化を測定するため、光源モジュール１４と検出モジュール１５との距離は、３０ｍｍよりも小さくする。
（実施形態の作用、効果）
本実施形態の構成によれば、変調周波数を適切に選択し、時分割計測を組み合わせることにより、Ｓ／Ｎ低下とクロストークを同時に防ぐとともに、使用する周波数種類をより少なくすることでより小型化が可能な技術を提供することができる。

【0064】

《コンピュータ読み取り可能な記録媒体》
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。

【0065】

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体内には、ＣＰＵ、メモリ等のコンピュータを構成する要素を設け、そのＣＰＵにプログラムを実行させてもよい。

【0066】

また、このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８mmテープ、メモリカード等がある。

【0067】

また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（Read Only memory）等がある。

【符号の説明】

【0068】

１０ 頭部装着装置
１１ 制御部
１３ 無線通信部
１４ 光源モジュール
１５ 検出モジュール
１４２ 光源制御部
１４１ 光源
１５１ 検出器
１５２ 信号取得部
１５３ ＡＤ変換器
１５４ 演算部
２４１ 発振部
２４２ 分周部
２４３ 分周部
２４４ 信号選択部
２４５ 信号選択部
２４６ 光照射部
２５１ 光検出部
２５２ 増幅器
２５３ 発振部
２５４ 分周部
２５５ 分周部
２５６ 信号選択部
２５７ 信号選択部
２５８ 乗算器
２５９ 乗算器
２６０ ＡＤ変換器
２６１ ＡＤ変換器
２６２ 演算部
２６３ 通信部
２０ 利用者端末
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】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】