生物体计测装置、生物体计测方法及判定装置与流程

本发明涉及生物体计测装置、生物体计测方法及判定装置。

背景技术：

以往，已知有根据被检者的动作或拍摄被检者而得到的图像判定被检者的状态的方法。例如，专利文献1公开了根据驾驶者的方向盘操作来判定驾驶者是否打瞌睡的方法。此外，专利文献2公开了根据用相机拍摄驾驶者而得到的图像检测睁眼度，判定驾驶者是否打瞌睡的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－310738号公报

专利文献2：日本特开2017－143889号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在以往的技术中，被检者的状态的检测中需要被检者的动作，或能够判别的状态被限定。

本发明的目的是提供一种不需要被检者的动作而能够判别被检者的各种状态的新的技术。

用来解决课题的手段

有关本发明的一技术方案的生物体计测装置具备：第1检测器，检测表示被检者的脑活动的状态的脑活动信号并输出；以及信号处理电路。上述信号处理电路取得上述脑活动信号；取得上述被检者的与上述脑活动信号不同的生物体信号；基于上述生物体信号和上述脑活动信号，判定上述被检者的状态是清醒状态、睡眠状态及意识障碍状态中的哪一个；生成表示上述被检者的状态的信号并输出。

本发明的包含性或具体的技术方案可以由装置、系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质实现。或者，也可以由装置、系统、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合实现。

发明效果

根据本发明的技术，通过利用脑活动信息和其以外的生物体信息，能够判别被检者的各种状态。

附图说明

图1a是表示有关本发明的例示性的实施方式的生物体计测装置的示意图。

图1b是表示到达图像传感器的光的强度的时间变化的例子的图。

图1c是将输入脉冲光的宽度表示在横轴、将传感器检测光量表示在纵轴的图。

图1d是表示图像传感器的1个像素的概略性的结构的例子的图。

图1e是表示图像传感器的结构的一例的图。

图1f是表示1帧内的动作的例子的图。

图1g是表示控制电路的动作的概略的流程图。

图2是用来说明脉冲光的内部散射成分的检测方法的图。

图3a是表示检测表面反射成分的情况下的时间图的一例的图。

图3b是表示检测内部散射成分的情况下的时间图的一例的图。

图4a是示意地表示人的脉搏数、脑活动量和身体的状态的关系的图。

图4b是示意地表示人的出汗量、脑活动量和身体的状态的关系的图。

图4c是示意地表示人的体温、脑活动量和身体的状态的关系的图。

图4d是示意地表示人的呼吸数、脑活动量和身体的状态的关系的图。

图5是表示用生物体计测装置检测自动驾驶中的出租车的乘客的生命体征的状况的图。

图6是表示生物体计测装置的另一结构例的图。

图7是表示生物体计测装置的动作的例子的流程图。

图8是表示生物体计测装置的另一应用例的图。

图9是表示生物体计测装置的再另一应用例的图。

图10是表示生物体计测装置的再另一应用例的图。

图11a是表示作为生物体计测装置的再另一应用例的、与头戴式显示器一体化的生物体计测装置的图。

图11b是表示被检者使用图11a所示的生物体计测装置的状况的图。

图12是表示生物体计测装置的再另一应用例的图。

图13是表示生物体计测装置的再另一应用例的图。

图14是表示生物体计测装置的再另一应用例的图。

图15是表示生物体计测装置的再另一结构例的图。

具体实施方式

本发明包括在以下的项目中记载的生物体计测装置、生物体计测方法及判定装置。

[项目1]

有关本发明的项目1的生物体计测装置具备：第1检测器，检测表示被检者的脑活动的状态的脑活动信号并输出；以及信号处理电路。

上述信号处理电路取得上述脑活动信号；取得上述被检者的与上述脑活动信号不同的生物体信号；基于上述生物体信号和上述脑活动信号，判定上述被检者的状态是清醒状态、睡眠状态及意识障碍状态中的哪一个；生成表示上述被检者的状态的信号并输出。

根据上述技术方案，通过利用上述生物体信号及上述脑活动信号双方，能够比以往更正确地判别被检者的状态。

[项目2]

在项目1所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述第1检测器还检测上述生物体信号并输出。

[项目3]

项目1所记载的生物体计测装置也可以还具备检测上述生物体信号并输出的第2检测器。

[项目4]

项目1至3的任一项所记载的生物体计测装置也可以还具备：光源，射出向上述被检者的头部照射的脉冲光；以及控制电路；上述第1检测器检测从上述头部返回来的反射脉冲光的至少一部分；上述控制电路使上述光源射出上述脉冲光，使上述第1检测器检测上述反射脉冲光中的在上述被检者的脑内散射的内部散射成分作为上述脑活动信号并输出。

[项目5]

在项目1至4的任一项所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述生物体信号包含从由脉搏数、出汗量、呼吸数及体温构成的组中选择的至少1个的信息。

根据上述技术方案，能够进行基于从由脉搏数、出汗量、呼吸数及体温构成的组中选择的至少1个生物体信息的被检者的状态的判别，和基于脑活动信号的被检者的状态的判别。

[项目6]

在项目1至5的任一项所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述脑活动信号包含上述被检者的脑血流量的变化的信息。

根据上述技术方案，能够基于与被检者的脑血流量的增减等的变化有关的信息来推测被检者的脑活动状态。

[项目7]

在项目1至6的任一项所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述信号处理电路在取得上述生物体信号之后，取得上述脑活动信号。

根据上述技术方案，能够先进行基于脑活动信号以外的生物体信号的被检者的状态的判别，然后进行基于脑活动信号的脑活动状态的判别。

[项目8]

在项目1至7的任一项所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述信号处理电路基于上述生物体信号和上述脑活动信号，判定上述被检者的脉搏是徐脉还是频脉并输出。

根据上述技术方案，能够判别被检者的脉搏是徐脉还是频脉。

[项目9]

在项目1至8的任一项所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述生物体信号包含上述被检者的皮肤的表面处的血流的信息。

根据上述技术方案，能够基于被检者的皮肤的表面处的血流的信息进行被检者的状态的判别。

[项目10]

在项目4所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述控制电路使上述第1检测器还检测上述反射脉冲光中的被上述被检者的皮肤的表面反射的表面反射成分，上述控制电路使上述第1检测器将表示上述表面反射成分的变动的信号作为上述生物体信号输出。

根据上述技术方案，能够用1个检测器取得被检者的皮肤的表面处的血流的信息和脑血流的信息双方。

[项目11]

在项目10所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述控制电路使上述第1检测器通过检测上述反射脉冲光中的上述反射脉冲光的强度开始减小后的部分来检测上述内部散射成分，通过检测上述反射脉冲光中的至少上述反射脉冲光的强度开始减小前的部分来检测上述表面反射成分。

根据上述技术方案，能够以较高的sn比检测从被检者的头部返回来的脉冲光的内部散射成分和表面反射成分。

[项目12]

在项目10或11所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述第1检测器是包括二维地排列的多个像素的图像传感器；上述多个像素分别包括：光电变换元件，将接受的光变换为信号电荷；第1电荷积蓄部，积蓄与上述表面反射成分对应的上述信号电荷；以及第2电荷积蓄部，积蓄与上述内部散射成分对应的上述信号电荷。

根据上述技术方案，能够取得被检者的二维图像。

[项目13]

在项目4所记载的生物体计测装置中，也可以是，从上述脉冲光的照射开始到取得上述脑活动信号为止的时间比从上述脉冲光的照射开始到取得上述生物体信号为止的时间长。

根据上述技术方案，能够先进行基于脑活动信号以外的生物体信号的诊断，然后进行基于脑活动信号的诊断。

[项目14]

在项目1至13的任一项所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述信号处理电路基于上述生物体信号，进行与上述被检者的状态有关的第1判定，输出表示上述第1判定的结果的第1信号；在输出上述第1信号之后，基于上述脑活动信号，进行与上述被检者的状态有关的第2判定，输出表示上述第2判定的结果的第2信号。

根据上述技术方案，能够先进行基于脑活动信号以外的生物体信号的诊断，然后进行基于脑活动信号的诊断。

[项目15]

项目14所记载的生物体计测装置也可以还具备在与处于上述生物体计测装置的外部的外部装置之间通信的通信电路；在上述信号处理电路基于从由上述生物体信号及上述脑活动信号构成的组中选择的至少1个判定为上述被检者不处于健康状态的情况下，上述通信电路向上述外部装置通知上述被检者不处于健康状态。

根据上述技术方案，在基于上述生物体信号及/或上述脑活动信号判断为上述被检者不处于健康状态的情况下，能够向例如处于医疗机构中的外部装置通知。因此，即使在被检者的状态危险的情况下，也能够迅速地进行例如安排急救车等的行动。

[项目16]

有关本发明的项目17的生物体计测方法包括：取得被检者的脑活动信号的工序；取得与上述脑活动信号不同的上述被检者的生物体信号的工序；以及基于上述生物体信号和上述脑活动信号、判定上述被检者的状态是清醒状态、睡眠状态及意识障碍状态中的哪一个的工序。

根据上述技术方案，通过利用上述生物体信号及上述脑活动信号双方，能够比以往更正确地判别被检者的状态。

[项目17]

在项目16所记载的生物体计测方法中，也可以是，取得上述脑活动信号的工序包括：使用包括光源、光检测器、信号处理电路及控制电路的生物体计测装置中的上述光源向上述被检者的头部照射脉冲光的工序；以及使用上述光检测器检测从上述头部返回来的反射脉冲光中的在上述被检者的脑内被散射的内部散射成分作为上述脑活动信号并输出的工序，使用上述信号处理电路执行进行上述判定的工序。

[项目18]

在项目17所记载的生物体计测方法中，也可以是，基于上述被检者的状态的判定结果，上述控制电路进行以下处理中的某一个：向上述被检者的通知的输出；与上述生物体计测装置不同的上述被检者的周边的设备的控制；以及与处于上述生物体计测装置的外部的外部装置的通信。

[项目19]

在项目16至18的任一项所记载的生物体计测方法中，也可以是，上述生物体信号包含从由脉搏数、出汗量、呼吸数及体温构成的组中选择的至少1个的信息。

根据上述技术方案，能够进行基于从由脉搏数、出汗量、呼吸数及体温构成的组中选择的至少1个生物体信息的被检者的状态的判别，和基于脑活动信号的被检者的状态的判别。

[项目20]

在项目16至19的任一项所记载的生物体计测方法中，也可以是，上述脑活动信号包含上述被检者的脑血流量的变化的信息。

根据上述技术方案，能够基于与被检者的脑血流量的增减等的变化有关的信息来推测被检者的脑活动状态。

[项目21]

在项目16至20的任一项所记载的生物体计测方法中，也可以是，在取得上述生物体信号的工序后，进行取得上述脑活动信号的工序。

根据上述技术方案，能够先进行基于脑活动信号以外的生物体信号的被检者的状态的判别，然后进行基于脑活动信号的脑活动状态的判别。

[项目22]

在项目16至21的任一项所记载的生物体计测方法中，也可以是，进行上述判定的工序包括：判定上述被检者的脉搏是徐脉还是频脉。

根据上述技术方案，能够判别被检者的脉搏是徐脉还是频脉。

[项目23]

在项目16至22的任一项所记载的生物体计测方法中，也可以是，上述生物体信号包含上述被检者的皮肤的表面处的血流的信息。

根据上述技术方案，能够基于被检者的皮肤的表面处的血流的信息进行被检者的状态的判别。

[项目24]

在项目17或18所记载的生物体计测方法中，也可以是，上述生物体计测装置还包括存储器，该存储器存储作为上述生物体信号的基准值的第1基准值和作为上述脑活动信号的基准值的第2基准值，进行上述判定的工序通过将上述生物体信号与上述第1基准值比较、以及将上述脑活动信号与上述第2基准值比较来进行。

根据上述技术方案，能够通过与不同的两个基准值的比较来执行基于生物体信号及脑活动信号的被检者的状态的判定。

[项目25]

在项目17或18所记载的生物体计测方法中，也可以是，上述生物体计测装置还包括存储器，该存储器存储表示上述脑活动信号、上述生物体信号和上述被检者的状态的关系的数据表，进行上述判定的工序通过参照上述数据表来进行。

根据上述技术方案，通过参照表示脑活动信号、生物体信号和身体的状态的关系的数据表进行评价，能够更正确地判定被检者的身体状态。

[项目26]

项目17或18所记载的生物体计测方法也可以还包括取得上述生物体信号及上述脑活动信号的时间序列数据的工序；上述生物体计测装置还包括存储与上述时间序列数据对应的参照时间序列数据的存储器；进行上述判定的工序包括从由以下处理构成的组中选择的至少一个：将上述时间序列数据与上述参照时间序列数据比较；计算上述时间序列数据的统计值；以及进行上述时间序列数据与上述被检者的状态的相关的机器学习。

根据上述技术方案，能够更正确地判定被检者的状态。

[项目27]

项目17或18所记载的生物体计测方法也可以还包括：取得与上述生物体信号及上述脑活动信号对应的二维图像数据的工序；以及提取上述二维图像数据中包含的特征量的工序；上述生物体计测装置还包括存储与上述特征量对应的参照特征量的存储器；进行上述判定的工序包括从由以下处理构成的组中选择的至少一个：将上述特征量与上述参照特征量比较；计算上述特征量的统计值；以及进行上述特征量与上述被检者的状态的相关的机器学习。

[项目28]

有关本发明的项目28的判定装置具备：1个以上的存储器；以及电路，上述电路在动作时取得被检者的脑活动信号，取得上述被检者的与上述脑活动信号不同的生物体信号，并且基于上述生物体信号和上述脑活动信号判定上述被检者的状态是清醒状态、睡眠状态及意识障碍状态中的哪一个。

[项目29]

有关本发明的项目29的生物体计测装置具备：光源，射出向被检者的头部照射的脉冲光；光检测器，检测从上述头部返回来的反射脉冲光的至少一部分；控制电路，控制上述光源及上述光检测器；以及信号处理电路。

上述控制电路使上述光源射出上述脉冲光；使上述光检测器检测及输出上述反射脉冲光中的在上述被检者的脑内被散射的内部散射成分作为脑活动信号；使上述光检测器检测及输出上述反射脉冲光中的被上述被检者的皮肤的表面反射的表面反射成分作为与上述脑活动信号不同的生物体信号。

上述信号处理电路基于上述生物体信号和上述脑活动信号，生成表示上述被检者的状态的信号并输出。

[项目30]

在项目29所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述控制电路使上述光检测器通过检测上述反射脉冲光中的上述反射脉冲光的强度开始减小后的部分，来检测上述内部散射成分；上述控制电路使上述光检测器通过检测上述反射脉冲光中的至少上述反射脉冲光的强度开始减小前的部分，来检测上述表面反射成分。

[项目31]

在项目29所记载的生物体计测装置中，也可以是，上述生物体信号包含从由脉搏数、出汗量、呼吸数及体温构成的组中选择的至少1个信息。

以下说明的实施方式都表示包含性或具体的例子。在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置等是一例，不是限定本发明的技术的意思。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素而进行说明。

在本发明中，电路、单元、装置、部件或部的全部或一部分、或框图的功能块的全部或一部分也可以由包括半导体装置、半导体集成电路(ic)或lsi(largescaleintegration)的一个或多个电子电路执行。lsi或ic既可以集成到一个芯片中，也可以将多个芯片组合而构成。例如，存储元件以外的功能块也可以集成到一个芯片中。这里，称作lsi或ic，但根据集成的程度而叫法变化，也可以被称作系统lsi、vlsi(verylargescaleintegration)或ulsi(ultralargescaleintegration)。也可以以相同的目的使用在lsi的制造后能够编程的fieldprogrammablegatearray(fpga)、或能够进行lsi内部的接合关系的重构或lsi内部的电路划区的设置的reconfigurablelogicdevice。

进而，电路、单元、装置、部件或部的全部或一部分的功能或操作可以通过软件处理来执行。在此情况下，软件被记录到一个或多个rom、光盘、硬盘驱动器等的非暂时性记录介质中，当软件被处理装置(processor)执行时，由该软件确定的功能被处理装置(processor)及周边装置执行。系统或装置也可以具备记录有软件的一个或多个非暂时性记录介质、处理装置(processor)及需要的硬件设备、例如接口。

以下，参照附图对实施方式具体地进行说明。在以下的说明中，对相同或类似的构成要素赋予相同的标号。

(实施方式)

[1.生物体计测装置]

参照图1a至图3b，说明有关本发明的例示性的实施方式的生物体计测装置100的结构。

图1a是表示有关本实施方式的生物体计测装置100的示意图。生物体计测装置100具备光源10、图像传感器20、控制电路30和信号处理电路40。图像传感器20包括多个光电变换元件22和多个电荷积蓄部24。图像传感器20是本发明的第1检测器、第2检测器及光检测器的一例。也可以代替图像传感器20而使用包括至少1个光电变换元件22和至少1个电荷积蓄部24的其他种类的光检测器。

光源10射出被照射至被检者500的头部的脉冲光。图像传感器20检测作为从被检者500的头部返回来的脉冲光的反射脉冲光的至少一部分。控制电路30对光源10及图像传感器20进行控制。信号处理电路40对从图像传感器20输出的信号进行处理。

在本实施方式中，控制电路30包括对光源10进行控制的光源控制部32和对图像传感器20进行控制的传感器控制部34。光源控制部32对从光源10射出的脉冲光的强度、脉冲宽度、射出定时及/或波长。传感器控制部34对图像传感器20的各像素的信号积蓄的定时进行控制。

以下，更详细地说明各构成要素。

[1－1.光源10]

光源10向被检者500的头部(例如额头)照射光。从光源10射出并到达被检者500的光分为由被检者500的表面反射的表面反射成分i1和由被检者500的内部散射的内部散射成分i2。内部散射成分i2是在生物体内部1次反射或散射、或多重散射的成分。在向被检者500的额头照射光的情况下，内部散射成分i2是指从额头的表面向里侧到达8mm至16mm左右的部位例如脑、再次回到生物体计测装置100的成分。表面反射成分i1包括直接反射成分、扩散反射成分及散射反射成分这3个成分。直接反射成分是入射角与反射角相等的反射成分。扩散反射成分是由表面的凹凸形状扩散并反射的成分。散射反射成分是由表面附近的内部组织散射并反射的成分。在向被检者500的额头照射光的情况下，散射反射成分是在表皮内部散射并反射的成分。以后，在本发明中，假设在被检者500的表面反射的表面反射成分i1包含这3个成分。表面反射成分i1及内部散射成分i2通过反射或散射而行进方向变化，其一部分到达图像传感器20。

首先，对内部散射成分i2的取得方法进行说明。光源10按照来自控制电路30的指示，使脉冲光以规定的时间间隔或规定的定时多次反复产生。光源10产生的脉冲光例如可以是下降时间接近于零的矩形波。下降时间是指脉冲光的强度从峰值开始下降起到大致成为零的时间。通常，入射到被检者500的光以各种路径在被检者500内传输，随着时间差而从被检者500的表面射出。因此，脉冲光的内部散射成分i2的后端具有展宽。在被检部是额头的情况下，内部散射成分i2的后端的展宽是4ns左右。如果考虑该情况，则脉冲光的下降时间例如可以设定为作为其一半以下的2ns以下。下降时间也可以是再其一半的1ns以下。光源10产生的脉冲光的上升时间是任意的。这是因为，在本实施方式的内部散射成分i2的检测中，使用脉冲光的下降部分，不使用上升部分。脉冲光的上升部分可以被用于表面反射成分i1的检测。光源10例如是脉冲光的下降部分相对于时间轴接近于直角、即时间响应特性陡峭的ld等的激光器。

光源10发出的光的波长例如可以是包含在650nm以上950nm以下的波长范围中的任意的波长。该波长范围包含在从红色到近红外线的波长范围中。在本说明书中，不仅对可视光，对于红外线也使用“光”这一用语。上述的波长范围被称作“生物窗”，具有比较难以被生物体内的水分及皮肤吸收的性质。在将生物体作为检测对象的情况下，通过使用上述的波长范围的光，能够提高检测灵敏度。在如本实施方式那样检测被检者500的皮肤及脑的血流变化的情况下，可以想到使用的光主要被氧化血红蛋白(hbo2)及脱氧血红蛋白(hb)吸收。在氧化血红蛋白和脱氧血红蛋白中，光吸收的波长依存性不同。通常，如果在血流中发生变化，则氧化血红蛋白及脱氧血红蛋白的浓度变化，所以光的吸收程度也变化。因而，如果血流变化，则检测的光量也在时间上变化。

光源10也可以射出上述的波长范围中包含的两个以上的波长的光。这样的多个波长的光也可以从多个光源分别射出。

在本实施方式的生物体计测装置100中，由于非接触地测定被检者500，所以可以使用考虑对视网膜的影响而设计的光源10。例如，可以使用满足由各国制定的激光器安全基准的等级1的光源10。在满足等级1的情况下，辐射释放极限(ael)低于1mw的程度的低照度的光被照射至被检者500。另外，光源10自身也可以不满足等级1。例如，也可以通过将扩散板或nd滤波器等设置在光源10之前而使光扩散或衰减，来满足激光器安全基准的等级1。

以往，为了将在生物体内部的深度方向上不同的地方的吸收系数或散射系数等的信息区分来进行检测，使用快扫描相机(streakcamera)。例如，日本特开平4－189349公开了这样的快扫描相机的一例。在这些快扫描相机中，为了以希望的空间分辨率进行测定，使用脉冲宽度为飞秒或皮秒的极超短脉冲光。

相对于此，本发明的生物体计测装置100能够将表面反射成分i1与内部散射成分i2区分而检测。因而，光源10发出的脉冲光不需要是极超短脉冲光，可以任意地选择脉冲宽度。

在为了计测脑血流而向额头照射光的情况下，内部散射成分i2的光量可能成为表面反射成分i1的光量的几千分之1到几万分之1左右的非常小的值。进而，如果考虑激光器的安全基准，则能够照射的光的光量变得很小，内部散射成分i2的检测变得非常难。在此情况下，也只要光源10产生脉冲宽度比较大的脉冲光，则能够使伴随着时间延迟的内部散射成分i2的储存量增加。由此，能够增加检测光量，使sn比提高。

光源10发出例如脉冲宽度为3ns以上的脉冲光。通常，在脑等的生物体组织内被散射的光的时间上的展宽是4ns左右。图1b表示在输入脉冲光的宽度为0ns、3ns及10ns的各个情况下到达图像传感器20的光量的时间变化的例子。如图1b所示，通过将来自光源10的脉冲光的宽度扩展，在从被检者500返回来的脉冲光的后端部出现的内部散射成分i2的光量增加。图1c是将输入脉冲光的宽度表示在横轴、将传感器检测光量表示在纵轴的图。图像传感器20具备电子快门。图1c的结果在从脉冲光的后端被被检者500的表面反射而到达图像传感器20的时刻起经过1ns后将电子快门打开的条件下得到。选择该条件的理由是因为，在脉冲光的后端刚到达后，表面反射成分i1相对于内部散射成分i2的比率较高。如图1c所示，如果使光源10发出的脉冲光的脉冲宽度成为3ns以上，则能够使传感器检测光量最大化。

光源10也可以发出脉冲宽度5ns以上、进而10ns以上的脉冲光。另一方面，脉冲宽度过大也会导致不使用的光增加而成为浪费。因此，光源10例如产生脉冲宽度50ns以下的脉冲光。或者，光源120也可以发出脉冲宽度30ns以下、进而20ns以下的脉冲光。

光源10的照射样式例如也可以是在照射区域内具有均匀的强度分布的样式。在这一点上，本实施方式与例如在日本特开平11－164826号公报等中公开的以往的生物体计测装置不同。在日本特开平11－164826号公报所公开的装置中，使检测器和光源分离3cm左右，在空间上将表面反射成分从内部散射成分分离。因此，不得不进行离散的光照射。相对于此，本实施方式的生物体计测装置100能够在时间上将表面反射成分i1从内部散射成分i2分离而减小。因此，能够使用具有均匀的强度分布的照射样式的光源10。具有均匀的强度分布的照射样式也可以通过将光源10发出的光用扩散板扩散来形成。

在本实施方式中，与以往技术不同，在被检者500的脉冲光的照射点正下方也能够检测到内部散射成分i2。通过对被检者500在空间上遍及较大的范围而照射光，能够提高测定分辨率。

[1－2.图像传感器20]

图像传感器20接受从光源10射出并由被检者500反射或散射的光。图像传感器20具有二维地配置的多个光检测单元，一次取得被检者500的二维信息。在本说明书中，将光检测单元也称作“像素”。图像传感器20例如是ccd图像传感器或cmos图像传感器等的任意的摄像元件。

图像传感器20具有电子快门。电子快门是对摄像的定时进行控制的电路。在本实施方式中，控制电路30中的传感器控制部34具有电子快门的功能。电子快门对将接受到的光变换为有效的电信号并积蓄的1次信号积蓄的期间和停止信号积蓄的期间进行控制。信号积蓄期间也可以称作“曝光期间”或“摄影期间”。在以下的说明中，有将曝光期间的宽度称作“快门宽度”的情况。有将1次曝光期间结束到下次曝光期间开始的时间称作“非曝光期间”的情况。以下，有将正在曝光的状态称作“open(开)”、将停止了曝光的状态称作“close(闭)”的情况。

图像传感器20能够通过电子快门将曝光期间及非曝光期间在亚纳秒、例如从30ps到1ns的范围中调整。以距离测定为目的的以往的tof(timeofflight)相机为了将被摄体的明亮度的影响进行修正，检测从光源10射出并被被摄体反射而返回来的光的全部。因而，在以往的tof相机中，需要快门宽度比光的脉冲宽度大。相对于此，在本实施方式的生物体计测装置100中，不需要将被摄体的光量修正。因此，不需要快门宽度比脉冲宽度大。因此，能够将快门宽度设定为例如1ns以上且30ns以下的值。根据本实施方式的生物体计测装置100，由于能够缩小快门宽度，所以能够减小检测信号中包含的暗电流的影响。

在对被检者500的额头照射光而检测脑血流等的信息的情况下，内部中的光的衰减率非常大。例如，相对于入射光，射出光能够衰减到100万分之1左右。因此，若要检测内部散射成分i2，仅通过1脉冲的照射会有光量不足的情况。在激光器安全性基准的等级1下的照射中，光量特别微弱。在此情况下，光源10多次发出脉冲光，与此对应图像传感器20也通过电子快门曝光多次，由此能够将检测信号储存而提高灵敏度。

以下，说明图像传感器20的结构例。

图像传感器20可以具备二维地排列在摄像面上的多个像素。各像素可以具备例如光电二极管等光电变换元件和1个或多个电荷积蓄部。以下，说明各像素具备通过光电变换而产生与受光量对应的信号电荷的光电变换元件、积蓄由脉冲光的表面反射成分i1产生的信号电荷的电荷积蓄部、和积蓄由脉冲光的内部散射成分i2产生的信号电荷的电荷积蓄部的例子。在以下的例子中，控制电路30使图像传感器20通过检测从被检者500的头部返回来的脉冲光中的下降开始前的部分，来检测表面反射成分i1。控制电路30还使图像传感器20通过检测从被检者500的头部返回来的脉冲光中的下降开始后的部分，来检测内部散射成分i2。光源10射出2种波长的光。

图1d是表示图像传感器20的1个像素201的概略性的结构例的图。另外，图1d示意地表示1个像素201的结构，并不一定反映实际的构造。该例中的像素201包括进行光电变换的光电二极管203、作为电荷积蓄部的第1浮动扩散层(floatingdiffusion)204、第2浮动扩散层205，第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207、和排出信号电荷的漏极202。

起因于1次脉冲光的射出而入射到各像素中的光子由光电二极管203变换为作为信号电荷的信号电子。变换后的信号电子按照从控制电路30输入的控制信号，被排出至漏极202，或被分配到第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207中的某一个。

脉冲光从光源10的射出、信号电荷向第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207的积蓄和信号电荷向漏极202的排出以该顺序反复进行。该反复动作是高速的，例如可以在运动图像的1帧的时间(例如约1/30秒)内反复几万次到几亿次。像素201最终生成基于积蓄在第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207中的信号电荷的4个图像信号并输出。

该例中的控制电路30使光源10依次反复射出具有第1波长的第1脉冲光和具有第2波长的第2脉冲光。通过作为第1波长及第2波长而选择对于被检者500的内部组织的吸收率不同的两个波长，能够分析被检者500的状态。例如，也可以作为第1波长而选择比805nm长的波长，作为第2波长而选择比805nm短的波长。由此，能够检测被检者500的血液中的氧化血红蛋白浓度及脱氧血红蛋白浓度各自的变化。

控制电路30首先使光源10射出第1脉冲光。控制电路30在第1脉冲光的表面反射成分i1向光电二极管203入射的第1期间中使第1浮动扩散层204积蓄信号电荷。接着，控制电路30在第1脉冲光的内部散射成分i2向光电二极管203入射的第2期间中使第2浮动扩散层205积蓄信号电荷。接着，控制电路30使光源10射出第2脉冲光。控制电路30在第2脉冲光的表面反射成分i1向光电二极管203入射的第3期间中，使第3浮动扩散层206积蓄信号电荷。接着，控制电路30在第2脉冲光的内部散射成分i2向光电二极管203入射的第4期间中，使第4浮动扩散层207积蓄信号电荷。

这样，控制电路30在开始第1脉冲光的发光之后，隔开规定的时间差，使第1浮动扩散层204及第2浮动扩散层205依次积蓄来自光电二极管203的信号电荷。然后，控制电路30在开始第2脉冲光的发光之后，隔开上述规定的时间差，使第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207依次积蓄来自光电二极管203的信号电荷。将以上的动作反复多次。为了推测干扰光及环境光的光量，也可以设置在将光源10灭掉的状态下向未图示的其他浮动扩散层积蓄信号电荷的期间。通过从第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207的信号电荷量减去上述其他浮动扩散层的信号电荷量，能够得到将干扰光及环境光成分除去后的信号。

另外，在本实施方式中，将电荷积蓄部的数量设为4，但也可以根据目的而设置两个以上的多个。例如，在仅使用1种波长的情况下，电荷积蓄部的数量也可以是2。此外，在使用的波长是1种、不检测表面反射成分i1的用途中，每个像素的电荷积蓄部的数量也可以是1。此外，在使用两种以上的波长的情况下，也如以不同的帧进行使用各个波长的摄像，则电荷积蓄部的数量也可以是1。此外，如后述那样，如果将表面反射成分i1的检测和内部散射成分i2的检测分别以不同的帧进行，则电荷积蓄部的数量也可以是1。

图1e是表示图像传感器20的结构的一例的图。在图1e中，由双点划线的框包围的区域相当于1个像素201。在像素201中包括1个光电二极管。在图1e中仅表示了排列为2行2列的4像素，但实际上可以配置更多个像素。像素201包括第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207。积蓄在第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207中的信号如通常的cmos图像传感器的4像素的信号那样被处置，从图像传感器20输出。

各像素201具有4个信号检测电路。各信号检测电路包括源极跟随器晶体管309、行选择晶体管308和复位晶体管310。在该例中，复位晶体管310对应于图1d所示的漏极202，被输入到复位晶体管310的栅极中的脉冲对应于漏极排出脉冲。各晶体管例如是形成在半导体基板上的场效应晶体管，但并不限定于此。如图示那样，源极跟随器晶体管309的输入端子及输出端子的一方(典型的是源极)与行选择晶体管308的输入端子及输出端子中的一方(典型的是漏极)连接。源极跟随器晶体管309的作为控制端子的栅极与光电二极管203连接。由光电二极管203生成的信号电荷(即空穴或电子)被积蓄到作为光电二极管203与源极跟随器晶体管309之间的电荷积蓄部的浮动扩散层中。

虽然在图1e中没有表示，但第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207连接于光电二极管203。在光电二极管203与第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207之间，可以设置开关。该开关根据来自控制电路30的信号积蓄脉冲，切换光电二极管203与第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207各自之间的导通状态。由此，对信号电荷向第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207各自的积蓄的开始和停止进行控制。本实施方式的电子快门具有用于这样的曝光控制的机构。

积蓄在第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207中的信号电荷通过由行选择电路302将行选择晶体管308的栅极设为on而被读出。此时，根据第1浮动扩散层204、第2浮动扩散层205、第3浮动扩散层206及第4浮动扩散层207的信号电位，将从源极跟随器电源305向源极跟随器晶体管309及源极跟随器负载306流入的电流放大。基于从垂直信号线304读出的该电流的模拟信号由按照每个列连接的模拟－数字(ad)变换电路307变换为数字信号数据。该数字信号数据由列选择电路303按照每个列读出，被从图像传感器20输出。行选择电路302及列选择电路303在进行1个行的读出后，进行下一行的读出，以下同样，读出全部行的浮动扩散层的信号电荷的信息。控制电路30在读出全部信号电荷后，通过将复位晶体管310的栅极设为导通，将全部的浮动扩散层复位。由此，1个帧的摄像完成。以下同样，通过反复进行帧的高速摄像，由图像传感器20进行的一系列帧的摄像完结。

在本实施方式中，说明了cmos型的图像传感器20的例子，但图像传感器20也可以是其他种类的摄像元件。图像传感器20例如既可以是ccd型，也可以是单一光子计数型元件，也可以是放大型图像传感器(例如emccd或iccd)。

图1f是表示本实施方式的1帧内的动作的例子的图。如图1f所示，也可以在1帧内将第1脉冲光的发光和第2脉冲光的发光交替地多次切换。如果这样，则能够减小基于两种波长的检测图像的取得定时的时间差，即使是有运动的被检者500，也能够几乎同时进行第1及第2脉冲光下的摄影。

在本实施方式中，图像传感器20检测脉冲光的表面反射成分i1和内部散射成分i2双方。根据表面反射成分i1的时间或空间上的变化，能够取得被检者500的第1生物体信息。第1生物体信息例如可以是被检者500的脉搏数。另一方面，根据内部散射成分i2的时间或空间上的变化，能够取得被检者500的作为第2生物体信息的脑活动信息。

第1生物体信息也可以通过与检测表面反射成分i1的方法不同的方法来取得。例如，也可以利用与图像传感器20不同的其他种类的检测器来取得第1生物体信息。在此情况下，图像传感器20仅检测内部散射成分i2。其他种类的检测器例如也可以是雷达或热敏成像。

第1生物体信息例如可以是被检者的脉搏数、出汗量、呼吸数、体温中的至少1个。第1生物体信息只要是通过检测被照射在被检者的头部上的脉冲光的内部散射成分i2而得到的脑活动信息以外的生物体信息就可以。这里，“脑活动信息以外”并不意味着在第1生物体信息中完全不包含起因于脑活动的信息。第1生物体信息只要包含起因于与脑活动不同的生物体活动的生物体信息就可以。第1生物体信息例如是起因于自律性或反射性的生物体活动的生物体信息。

在本说明书中，有将表示第1生物体信息的信号称作“第1生物体信号”或简单称作“生物体信号”的情况。此外，有将表示脑活动信息的信号称作“脑活动信号”的情况。

[1－3.控制电路30及信号处理电路40]

控制电路30调整光源10的脉冲光发光定时与图像传感器20的快门定时的时间差。以下，有将该时间差称作“相位”或“相位延迟”的情况。光源10的“发光定时”指的是光源10发出的脉冲光开始上升的定时。“快门定时”指的是开始曝光的定时。控制电路30既可以使发光定时变化来调整相位，也可以使快门定时变化来调整相位。

控制电路30构成为，从由图像传感器20的各像素检测到的信号中去除偏移成分。偏移成分是基于太阳光或荧光灯等的环境光或干扰光的信号成分。在光源10不发光的状态、即将光源10的驱动设为off的状态下，通过由图像传感器20检测信号，来估计基于环境光、干扰光的偏移成分。

控制电路30例如可以是处理器及存储器的组合、或内置有处理器及存储器的微控制器等的集成电路。控制电路30例如通过由处理器执行记录在存储器中的程序，进行发光定时和快门定时的调整、偏移成分的估计及偏移成分的除去等。

信号处理电路40是对从图像传感器20输出的图像信号进行处理的电路。信号处理电路40进行图像处理等的运算处理。信号处理电路40可以例如通过数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)等的可编程逻辑器件(pld)、或者中央运算处理装置(cpu)或图像处理用运算处理器(gpu)与计算机程序的组合来实现。另外，控制电路30及信号处理电路40既可以是合并的1个电路，也可以是分离的单独的电路。此外，信号处理电路40也可以是例如在远处设置的服务器等的外部装置的构成要素。在此情况下，服务器等的外部装置具备通信机构，与光源10、图像传感器20及控制电路30相互进行数据的收发。

本实施方式的信号处理电路40能够基于从图像传感器20输出的信号来生成表示皮肤表面的血流及脑血流的时间变化的运动图像数据。信号处理电路40并不限于这样的运动图像数据，也可以生成其他信息。例如，也可以通过与其他设备同步，来生成脑的血流量、血压、血中氧饱和度或心拍数等的生物体信息。

已知在脑血流量或血红蛋白等血液内成分的变化与人的神经活动之间有密切的关系。例如，神经细胞的活动根据人的感情的变化而变化，由此脑血流量或血液内的成分变化。因而，如果能够计测脑血流量或血液内成分的变化等生物体信息，则能够推测被检者的心理状态。被检者的心理状态，例如是指心情(例如，愉快、不愉快)、感情(例如，安心、不安、悲伤、愤怒等)、健康状态(例如，健康、疲倦)、温度感觉(例如，热、冷、闷热)等。此外，派生于此，表示脑活动的程度的指标，例如熟练度、熟悉度及集中度等也包含在心理状态中。信号处理电路40也可以基于脑血流量等的变化来推测被检者的集中度等心理状态，输出表示推测结果的信号。

图1g是表示控制电路30的动作的概略的流程图。控制电路30概略地执行图1g所示的动作。另外，这里说明仅进行内部散射成分i2的检测的情况下的动作。控制电路30首先使光源10以规定时间发光脉冲光(步骤s101)。此时，图像传感器20的电子快门处于停止了曝光的状态。控制电路30使电子快门停止曝光，直到脉冲光的一部分被被检者500的表面反射而到达图像传感器20的期间完成。接着，控制电路30在该脉冲光的其他一部分在被检者500的内部散射而到达图像传感器20的定时使电子快门开始曝光(步骤s102)。在经过规定时间后，控制电路30使电子快门停止曝光(步骤s103)。接着，控制电路30判定执行了上述的信号积蓄的次数是否达到了规定的次数(步骤s104)。在该判定为“否”的情况下，反复进行步骤s101至s103直到判定为“是”。如果在步骤s104中判定为“是”，则控制电路30使图像传感器20生成表示基于积蓄在各浮动扩散层中的信号电荷的图像的信号并输出(步骤s105)。

通过以上的动作，能够以较高的灵敏度检测在测量对象的内部被散射的光的成分。另外，多次的发光及曝光不是必须的，而是根据需要来进行。

[1－4.其他]

生物体计测装置100也可以具备将被检者500的二维像形成在图像传感器20的受光面上的成像光学系统。成像光学系统的光轴相对于图像传感器20的受光面大致正交。成像光学系统也可以包括变焦透镜。如果变焦透镜的位置变化，则被检者500的二维像的放大率变更，图像传感器20上的二维像的析像度变化。因而，即使到被检者500的距离较远，也能够将想要测定的区域放大而详细地观察。

此外，生物体计测装置100也可以在被检者500与图像传感器20之间具备仅使从光源10发出的波长的波段或其附近的光通过的带通滤波器。由此，能够降低环境光等干扰成分的影响。带通滤波器由多层膜滤波器或吸收滤波器构成。也可以考虑光源10的温度及伴随于向滤波器的斜入射的波段变动，使带通滤波器的带宽具有20至100nm左右的宽度。

此外，生物体计测装置100也可以在光源10与被检者500之间及图像传感器20与被检者500之间分别具备偏光板。在此情况下，配置在光源10侧的偏光板和配置在图像传感器侧的偏光板的偏振方向是正交尼克尔的关系。由此，能够防止被检者500的表面反射成分i1中的正反射成分、即入射角与反射角相同的成分到达图像传感器20。即，能够减少表面反射成分i1到达图像传感器20的光量。

[2.动作]

本发明的生物体计测装置100能够与表面反射成分i1区分而检测出内部散射成分i2。在将被检者500设为人、将被检部设为额头的情况下，基于想要检测的内部散射成分i2的信号强度变得非常小。这是因为，除了如上述那样被照射满足激光器安全基准的非常小的光量的光以外，由头皮、脑髄液、头盖骨、灰白质、白质及血流引起的光的散射及吸收较大。进而，由脑活动时的血流量或血流内成分的变化带来的信号强度的变化进一步相当于几十分之1的大小而变得非常小。因而，在本实施方式中，尽可能不使想要检测的信号成分的几千倍到几万倍的表面反射成分i1混入而进行摄影。

以下，说明本实施方式的生物体计测装置100的动作的例子。

如图1a所示，如果光源10向被检者500照射脉冲光，则发生表面反射成分i1及内部散射成分i2。表面反射成分i1及内部散射成分i2的一部分到达图像传感器20。内部散射成分i2由于被从光源10发出并经过被检者500的内部到达图像传感器20，所以光路长与表面反射成分i1相比长。因而，内部散射成分i2到达图像传感器20的时间相对于表面反射成分i1平均较晚。图2是表示从光源10发出矩形脉冲光、从被检者500返回来的光到达图像传感器20的光信号的图。波形(a)至(d)中横轴都表示时间(t)，波形(a)至(c)中纵轴表示强度，波形(d)中纵轴表示电子快门的开(open)或闭(close)的状态。波形(a)表示表面反射成分i1。波形(b)表示内部散射成分i2。波形(c)表示表面反射成分i1与内部散射成分i2的合计成分。如波形(a)所示，表面反射成分i1维持矩形。另一方面，如波形(b)所示，内部散射成分i2由于是经过了各种光路长的光的合计，所以呈现在脉冲光的后端拖尾那样的(即下降时间比表面反射成分i1长的)特性。为了从波形(c)的光信号中将内部散射成分i2的比例提高而提取，如波形(d)所示，只要在表面反射成分i1的后端以后(即表面反射成分i1下降了时或其后)电子快门开始曝光就可以。该快门定时由控制电路30调整。如上述那样，本发明的生物体计测装置100只要能够将表面反射成分i1和到达了对象深部的内部散射成分i2区别检测就可以，所以发光脉冲宽度及快门宽度是任意的。因而，与以往的使用快扫描相机的方法不同，能够以简单的结构实现，能够大幅降低成本。

在图2的波形(a)中，表面反射成分i1的后端垂直地下降。换言之，表面反射成分i1从开始下降到结束的时间是零。但是，在现实中有光源10照射的脉冲光自身的波形的上升部分及下降部分不是完全的垂直、或在被检者500的表面上有微细的凹凸、或通过表皮内的散射而表面反射成分i1的后端不垂直地下降的情况。此外，由于被检者500是不透明的物体，所以表面反射成分i1与内部散射成分i2相比光量非常大。因而，即使在表面反射成分i1的后端从垂直的下降位置稍稍伸出的情况下，也有可能内部散射成分i2被掩盖。此外，由于伴随于电子快门的读出期间中的电子移动的时间延迟，有时不能实现如图2中的波形(d)所示的理想的二进制的读出。因而，控制电路30也可以使电子快门的快门定时比表面反射成分i1的刚下降后稍晚。例如也可以使其晚0.5ns到5ns左右。另外，也可以代替调整电子快门的快门定时，控制电路30对光源10的发光定时进行调整。控制电路30只要对电子快门的快门定时与光源10的发光定时的时间差进行调整就可以。在非接触地计测脑活动时的血流量或血流内成分的变化的情况下，如果使快门定时过于延迟，则原本较小的内部散射成分i2进一步减小。因此，也可以将快门定时停留在表面反射成分i1的后端附近。由于由被检者500的散射带来的时间延迟是4ns，所以快门定时的最大延迟量是4ns左右。

也可以是，光源10多次发出脉冲光，对于各脉冲光以相同相位的快门定时多次曝光，由此将内部散射成分i2的检测光量放大。

另外，也可以代替在被检者500与图像传感器20之间配置带通滤波器或在此基础上，控制电路30通过在不使光源10发光的状态下以相同的曝光时间进行摄影来估计偏移成分。将估计出的偏移成分从由图像传感器20的各像素检测到的信号中差减除去。由此，能够除去在图像传感器20上产生的暗电流成分。

在内部散射成分i2中，包含被检者500的内部特性信息、例如脑血流信息。对应于被检者500的脑血流量的时间上的变动，被血液吸收的光的量发生变化，图像传感器20的检测光量也相应地增减。因而，通过监视内部散射成分i2，能够根据被检者500的脑血流量的变化来推测脑活动状态。在本说明书中，有将从图像传感器20输出的信号中的表示内部散射成分i2的信号称作“脑活动信号”的情况。脑活动信号可以包含被检者的脑血流的增减信息。

接着，说明表面反射成分i1的检测方法的例子。在表面反射成分i1中，包含被检者500的表面特性信息、例如脸及头皮的血流信息。图像传感器20检测光源10发出的脉冲光到达被检者500、并再次返回到图像传感器20的光信号中的表面反射成分i1。

图3a表示检测表面反射成分i1的情况下的时间图的一例。为了表面反射成分i1的检测，例如如图3a所示，也可以在脉冲光到达图像传感器20之前将快门设为open，在脉冲光的后端到达之前将快门设为close。通过这样对快门进行控制，能够使内部散射成分i2的混入变少。能够增大经过被检者500的表面附近的光的比例。特别是，也可以将快门close的定时设为光刚到达图像传感器20后。通过这样，能够进行提高了光路长比较短的表面反射成分i1的比例的信号检测。通过取得表面反射成分i1的信号，能够检测被检者500的脉搏数或脸血流的氧化度。作为其他的表面反射成分i1的取得方法，也可以由图像传感器20取得脉冲光整体或从光源10照射连续光来检测。

图3b表示检测内部散射成分i2的情况下的时间图的一例。通过在脉冲的后端部分向图像传感器20到达的期间中将快门设为open，能够取得内部散射成分i2的信号。

表面反射成分i1也可以由取得内部散射成分i2的生物体计测装置100以外的装置来检测。也可以使用与取得内部散射成分i2的装置分体的装置、或者脉波计或多普勒血流计等其他设备。在使用其他设备的情况下，考虑设备间的定时同步、光的干涉及检测部位的校准而使用。如果如本实施方式那样进行由相同相机或相同传感器进行的分时摄像，则不易发生时间上及空间上的偏差。在用相同的传感器取得表面反射成分i1及内部散射成分i2双方的信号的情况下，也可以如图3a及图3b所示按每1帧对取得的成分进行切换。或者，也可以如参照图1d至图1f说明那样，在1帧内高速地交替地切换取得的成分。在此情况下，能够减小表面反射成分i1与内部散射成分i2的检测时间差。

进而，也可以使用两个波长的光来取得表面反射成分i1和内部散射成分i2各自的信号。例如，也可以利用750nm和850nm的两个波长的脉冲光。通过这样，能够根据各个波长下的检测光量的变化来计算氧化血红蛋白的浓度变化及脱氧血红蛋白的浓度变化。在分别用两个波长取得表面反射成分i1和内部散射成分i2的情况下，例如如参照图1d至图1f说明那样，可以利用在1帧内高速地切换4种电荷积蓄的方法。通过这样的方法，能够减小检测信号的时间上的偏差。

生物体计测装置100可以朝向被检者500的额头照射脉冲状的近红外光或可视光，根据表面反射成分i1的时间上的变化来检测头皮或脸的氧化血红蛋白量的变化或脉搏。用来取得表面反射成分i1的光源10射出近红外光或可视光。如果是近红外光，则不论昼夜都能够计测。在计测脉搏的情况下，也可以使用灵敏度更高的可视光。如果是白天，则也可以代替照明而使用作为干扰光的日照或室内光源。在光量不足的情况下也可以用专用的光源来加强。内部散射成分i2包含到达了脑的光成分。通过计测内部散射成分i2的时间变化，能够计测脑血流量的时间上的增减。

到达了脑的光由于还经过头皮及脸表面，所以头皮及脸的血流的变动也被重叠而检测出。为了除去或降低其影响，信号处理电路40也可以进行从由图像传感器20检测到的内部散射成分i2减去表面反射成分i1的处理。通过这样，能够取得去除了头皮及脸的血流信息的纯粹的脑血流信息。在减法方法中，例如可以使用从内部散射成分i2的信号减去对表面反射成分i1的信号乘以考虑光路长差而决定的1以上的某个系数后的值的方法。该系数例如基于通常的人的头部光学常数的平均值，通过模拟或实验来计算。这样的减法处理在使用相同的相机或传感器利用相同波长的光计测的情况下能够特别容易进行。这是因为，容易减小时间上及空间上的偏差，容易使内部散射成分i2中包含的头皮血流成分与表面反射成分i1的特性一致。

在脑与头皮之间存在头盖骨。因此，脑血流的二维分布与头皮及脸的血流的二维分布是独立的。因而，也可以基于由图像传感器20检测的信号，将内部散射成分i2的二维分布和表面反射成分i1的二维分布使用独立成分分析或主成分分析等的统计方法来分离。

接着，说明使用上述生物体计测装置100进行被检者500的生命体征感测的例子。

图4a是示意地表示人的脉搏数、脑活动量和身体的状态的关系的图。图4a中的横轴表示每1分钟的脉搏数，纵轴表示脑活动量。脑活动量可以根据内部散射成分i2的信号强度的变化的大小来估计。例如，可以根据内部散射成分i2的信号强度的最大值与最小值的差、或时间变化率等指标来估计脑活动量。

在清醒时，脉搏数及脑活动量双方变得比较大。另一方面，在睡眠时，虽然脑活动量不怎么变化，但脉搏数比清醒时下降。因而，通过根据表面反射成分i1的测定数据来计算脉搏数，能够判别被检者500是清醒的还是睡眠中。

睡眠时的大脑皮质为了记忆的整理及固定而较强地活动。相对于此，在意识障碍时，脑活动量下降。因而，通过根据内部散射成分i2的测定数据来测定脑血流量的变化，能够判别被检者500是睡眠中还是处于意识障碍的状态。特别是，关于脉搏数，有在清醒、睡眠及意识障碍间重叠的区域，仅根据脉搏数的信息难以进行它们的区别。在意识障碍中，有徐脉的情况和频脉的情况。徐脉是脉搏数比平常时少的状态，因为血液向脑的供给不足而引起意识障碍。如果脉搏数成为40次/分钟以下，则可以说是危险的状态。另一方面，频脉是脉搏数异常地较多的状态。如果脉搏数成为140次/分钟以上，可以说是危险的状态。徐脉的情况下的意识障碍难以与睡眠时区别。另一方面，频脉的情况下的意识障碍难以与清醒时区别。如本实施方式那样，通过还利用脑血流量的变化的信息，能够进行更正确的判别。

此外，在静观(mindfulness)的状态时及意识障碍的状态时，由于脑活动量都下降，所以通过脑血流量的测定，难以区别静观的状态和意识障碍的状态。但是，在静观的状态时，与意识障碍的状态时相比脉搏数更接近于正常值，所以通过除了脑血流量的测定以外还进行脉搏数的测定，能够区别静观的状态和意识障碍的状态。

脑的氧消耗量是全身的氧消耗量的约20％，脑血流是全身的血流的约15％左右。如果该脑血流下降，则脑的活动下降而发生意识障碍。关于认知的中枢存在于大脑皮质。因此，生物体计测装置100经由露出的头部的额头部的肌肤来观察大脑皮质中的脑血流的变化。由此，能够判别是意识障碍还是处于清醒状态或睡眠状态。

在本实施方式中可以利用的生物体信息并不限于脉搏数，例如也可以是出汗量、体温或呼吸数等的其他信息。对于仅通过出汗量、体温或呼吸数难以判别的身体状态，通过利用脑活动信息，能够适当地进行判别。

图4b是示意地表示人的出汗量、脑活动量和身体的状态的关系的图。图4c是示意地表示人的体温、脑活动量和身体的状态的关系的图。在睡眠中，在快速眼动(rem)睡眠的情况及非快速眼动睡眠的情况下，与清醒时相比，都是出汗量较多、体温较低。通常，在睡眠开始时发生较大的出汗作用，体温急剧地下降并进入非快速眼动睡眠。在其约1小时后，体温上升，成为脑接近于清醒的快速眼动睡眠。然后，再次发生出汗并且体温下降，转移到非快速眼动睡眠。该循环在睡眠中被反复多次。

图4d是示意地表示人的呼吸数、脑活动量和身体的状态的关系的图。在快速眼动睡眠中，与清醒时相比呼吸数下降。在非快速眼动睡眠中，呼吸数进一步减少10％到0％左右。此外，徐脉时与平静时相比呼吸数较少，在频脉中为了弥补缺氧而有呼吸数增加的趋势。

如图4b至图4d所示，与脉搏数同样，通过出汗量、体温或呼吸数也能够判别人处于睡眠状态还是处于清醒状态。但是，仅根据这些生物体信息，难以判别是意识障碍还是处于睡眠状态。如本实施方式那样，通过除了上述的生物体信息以外还利用脑活动信息，能够判别是否是意识障碍。

在生物体计测装置100计测出汗量作为生物体信息的情况下，生物体计测装置100可以具备计测出汗量的传感器。在生物体计测装置100计测体温作为生物体信息的情况下，生物体计测装置100可以具备计测体温的传感器。在生物体计测装置100计测呼吸数作为生物体信息的情况下，生物体计测装置100可以具备计测呼吸数的传感器。这些传感器例如也可以是检测红外线的图像传感器。出汗量、呼吸数或体温也可以由取得脑活动信息的图像传感器20计测。此外，也可以利用图像处理来推测出汗量、体温或呼吸数。这样，生物体信号可以包含脉搏数、出汗量、呼吸数及体温的至少1个信息。

接着，说明本实施方式的生物体计测装置100的应用例。

图5表示由生物体计测装置100检测自动驾驶中的出租车的乘客的生命体征的状况。生物体计测装置100被设置在车室内。在通过自动驾驶接送乘客的过程中或接送后，生物体计测装置100进行乘客的生命体征感测。生物体计测装置100在检测到乘客的异常的情况下，例如利用无线通信，向处于医疗机构中的服务器计算机等的外部装置通知乘客的异常。

图6是表示本应用例的生物体计测装置100的结构例的图。在该例中，生物体计测装置100具备连接于控制电路30的通信电路60及扬声器70。通信电路60例如进行依据周知的无线通信标准的通信。如果信号处理电路40检测到乘客即被检者500的异常，则控制电路30经由通信电路60向处于医疗机构等中的外部装置200通知异常。

图7是表示生物体计测装置100的动作的例子的流程图。生物体计测装置100的控制电路30在通过自动驾驶接送乘客的过程中或接送后，判断乘客是否没有异常(步骤s601)。例如，在乘客的状况奇怪的情况下、或在虽然到达目的地而经过一定时间乘客也没有下车的情况下，判断为有异常。该判断例如可以基于图像传感器20或未图示的其他传感器的输出进行。在检测到乘客的异常的情况下，为了确认乘客的状况，首先进行基于错误音或声音的呼叫(步骤s602)。该呼叫经由扬声器70进行。另外，扬声器70也可以不是生物体计测装置100，而是设置在车辆中。

接着，控制电路30判断是否有来自乘客的反应(步骤s603)。该判断例如可以基于由图像传感器20取得的图像或由未图示的麦克风检测到的乘客的声音等信息进行。在有响应、没有特别问题的情况下，在到达目的地后，请乘客完成基于自动结算或电子结算的支付手续并下车(步骤s604)。

在对基于声音的呼叫没有应答的情况下、或者在发出呻吟声那样的情况下，有可能乘客处于睡眠中或意识障碍。所以，生物体计测装置100实施初期观察(步骤s605)。首先，生物体计测装置100自动调整以使生物体计测装置100的光源10及图像传感器20朝向乘客。例如，控制电路30调整光源10及图像传感器20的朝向，以使来自光源10的脉冲光向乘客的额头入射。生物体计测装置100具备能够进行该调整的马达等的驱动机构。在此状态下，生物体计测装置100实施例如乘客的呼吸确认、基于脸及头皮的表面血流的血中氧饱和度(spo2)的确认及脉搏数的确认。spo2是与氧结合的血红蛋白的量相对于血液中的血红蛋白的总量的比。生物体计测装置100还具有取得图像的相机的功能。因此，能够根据拍摄在相机图像中的乘客的体动来进行呼吸确认。为了spo2的计算，进行近红外的两个波长下的计测、或者红色光和近红外光的两个波长下的计测。通过计算各自的检测光量的比或hbo2与hb的比，能够推测spo2。脉搏数可以根据乘客的脸或额头的血流变化来测定。测定可以在例如10秒或20秒等的短时间内进行。通过这样的短时间的鉴别，取得基本的生命体征数据。

接着，控制电路30判定乘客的脉搏数的测定值是否在基准范围内(步骤s606)。当测定值在基准范围内的情况下，控制电路30判断为是睡眠中、是健康状态，敦促乘客下车(步骤s607)。例如，控制电路30经由扬声器70通过声音敦促乘客下车。脉搏数的基准范围可以是例如50次/分钟以上100次/分钟以下的范围。

在脉搏数的测定值是基准范围外的情况下，也有可能在睡眠中脉搏数极端地下降，但也有可能是意识障碍。因此，生物体计测装置100迅速地联络医疗机构(步骤s608)。例如，控制电路30经由通信电路60向处于医疗机构中的计算机发送乘客的脉搏数处于异常值的信号或警报。此时，也可以例如将车辆的id及场所等信息也一并发送。生物体计测装置100开始脑血流的测定(步骤s609)。

特别是，由于在山沟部及村里，急救队的到达需要时间，所以要求能够即时进行乘客的生命体征检查以便能够进行较早的判断的环境。脑血流的测定可以通过由生物体计测装置100向乘客的头部照射光、检测在前头叶散射的内部散射成分i2来进行。如果乘客是意识障碍，则与睡眠中相比脑血流的变动有可能大幅下降。因此，能够基于测定的脑血流的变动状态来判别是睡眠中还是意识障碍。

步骤s609中的脑血流的计测时间比步骤s605中的脉搏数的计测时间长。这是因为，与周期比较短的脉搏相比，脑血流的变化的周期比较长。脑血流的计测例如可以持续1分钟以上5分钟以下的时间来进行。控制电路30将通过该计测得到的数据例如实时地向医院等的医疗机构中的计算机等外部装置200传送(步骤s610)。由此，医生能够立即确认乘客的生命体征。生物体计测装置100还能够取得近红外图像或可视光图像，所以也可以将该图像也发送。由此，能够用图像观察乘客的病情。此外，在步骤s610中，可以将脉搏的信号也一并发送。

接着，生物体计测装置100的信号处理电路40判断脑血流的变化量是否在基准值以上(步骤s611)。脑血流的变化量例如可以是每1周期的脑血流量的最大值与最小值的差、振幅或时间变化率等的值。在该值比规定的基准值小的情况下，判断为脑血流的变动较小，判断为是意识障碍(步骤s613)。在此情况下，控制电路30经由通信电路60将请求急救安排的信号发送给外部装置200(步骤s614)。

如以上这样，在本实施方式中，信号处理电路40依次进行作为第1诊断的初期观察和作为第2诊断的脑血流的测定。在初期观察中，信号处理电路40基于例如脉搏等的与脑活动信号不同的生物体信号来推测被检者的状态，输出表示推测结果的第1信号。在脑血流的测定中，信号处理电路40基于脑活动信号推测被检者500的状态，输出表示推测结果的第2信号。在本实施方式中，第2诊断所需要的时间比第1诊断所需要的时间长。即，从脉冲光的照射开始到输出脑活动信号为止的时间比从脉冲光的照射开始到取得上述生物体信号为止的时间长。此外，从取得脑活动信号到输出第2信号为止的时间比从取得脉搏等的生物体信号到输出第1信号为止的时间长。在信号处理电路40基于上述的生物体信号及/或脑活动信号判断为被检者500不处于健康状态的情况下，通信电路60向医疗机构中的外部装置200通知。在该通知中，可以包括第1及第2信号。

通过以上这样的动作，即使在自动驾驶车的乘客发生了意识障碍的情况下，也能够迅速地进行向现场安排急救车等的行动。在如上述例子那样乘客是睡眠中的情况或处于意识不明的状态的情况下，身体运动较小。因此，即使不进行起因于身体运动的光源及检测器的位置的修正，也能够得到需要的脑活动信号。

在图7的例子中，即使在乘客的观察过程中意识恢复，也有可能健康状态有问题。因此，也可以实施远程的问诊或全身观察。远程的问诊或全身观察可以通过医生经由生物体计测装置100的相机与乘客接触来实现。例如如果乘客是低血糖的怀疑较强，则医生向乘客进行是否能握住手的确认、或眼睛(例如，瞳孔、眼位及眼球运动或眼球震颤)的确认。或者，如果脑梗的怀疑较强，则进行强烈的头痛、恶心、头晕、视觉障碍或失语症的确认。

生物体计测装置100也可以将从异常发生的初期阶段起的运动图像数据传送给外部装置200。由此，能够让医生确认意识障碍的时间的经过(例如持续或恢复)。此外，并不限于自动驾驶时及乘客下车时，生物体计测装置100对于自动驾驶中的事故时的乘客的生命体征检查也是有效的。生物体计测装置100与近红外脑功能计测法(fnirs)等的以往的脑血流测定装置不同，能够使用包括图像传感器20的相机非接触地计测。因此，不需要向被检者500安装设备，在被检者以外没有人的状况下也能够计测。

使用生物体计测装置100的生命体征检查并不限定于车室内，也可以在其他环境中进行。例如，如图8所示，也可以进行病床的患者的生物体信息的计测。此外，如图9所示，也可以进行入浴中的人的生物体信息的计测。生物体计测装置100能够扩展到想要确认生命体征的所有环境。

图10是表示由生物体计测装置100检测作为被检者500的车辆的驾驶员的意识障碍或打瞌睡的状况的图。生物体计测装置100基于表面反射成分i1计测驾驶员的脉搏数，基于内部散射成分i2计测驾驶员的脑血流的变化。基于所取得的脉搏数数据及脑血流数据，判定驾驶员是清醒状态、打瞌睡状态及意识障碍状态中的哪一个。在脑血流计测中，将平常驾驶时的驾驶员的脑血流量或脑血流分布的数据库或每积累的驾驶员的清醒状态的脑血流量或脑血流分布的数据库与计测数据比较，判定是否是异常值。

此外，通过表面反射成分i1，除了脉搏数以外也可以计测出汗量。出汗量可以通过皮肤表面的正反射成分来计测。如果有出汗，则从生物体计测装置100照射的光在驾驶员的皮肤表面上正反射的成分增加，作为发亮成分显现。发亮成分作为对比度相对于周边高的部分而从图像中被检测出。由此，能够检测由频脉带来的出汗。通过综合评价脑血流数据和出汗量数据，能够提高驾驶员是意识障碍还是打瞌睡状态的判定的精度。

通过除了出汗量以外还并行地感测室温、直射日光的状态或驾驶员的体形，能够提高出汗是因车室内环境造成还是因驾驶员的身体状况不良造成的判别精度。室温、直射日光的状态及驾驶员的体形也可以由另外安装在车室内的传感器检测。此外，直射日光的状态及驾驶员的体形也可以通过利用生物体计测装置100具备的图像传感器20作为相机来检测。此外，通过还考虑由安装于车体的其他感测系统检测到的行进路或本车相对于周围的车的速度状态等，能够以更高精度检测驾驶员的状态。

在基于皮肤血流信息、脉搏数信息或出汗信息等的生物体信息及脑血流信息推测为驾驶员是意识障碍的情况下，生物体计测装置100实施对于驾驶员的通过声音的呼叫。在实施通过声音的呼叫后，再次进行生物体计测装置100对驾驶员的状态的检测。在再次推测为驾驶员是意识障碍的情况下，联络医疗机构等。在车辆具备自动驾驶系统的情况下，也可以采取通过自动驾驶系统使车体靠近路边停止的处置。

图11a表示与头戴式显示器400一体化的生物体计测装置100的例子。图11b表示被检者使用图11a所示的生物体计测装置100的状况。头戴式显示器400被用于电影的视听或游戏等的娱乐。在根据通过检测表面反射成分i1而取得的脉搏信息检测到脉搏数的变高的情况下，有可能表示紧张状态或感到恐怖的状态，在检测到脉搏数的下降的情况下，有可能表示放松状态或无聊状态。此外，在有出汗的情况下，有可能表示紧张状态或兴奋状态。另一方面，根据通过检测内部散射成分i2而取得的脑血流信息，能够评价作为被检者500的用户的理解度、集中度或放松度。通过综合这些信息，能够提高用户的心理状态推测的准确度。作为推测心理状态的方法，只要对将通过检测表面反射成分i1而取得的生物体信息和通过检测内部散射成分i2而取得的脑活动信息加在一起的综合信息应用机器学习就可以。也可以基于推测出的心理状态，进行显示在头戴式显示器400上的影像的切换、故事的切换或音量的调整等，调整对用户带来的刺激的强弱。作为音量调整的一例，在推测为内容的恐怖度不够的情况下，也可以提高音量的对比度。

此外，头戴式显示器400也能够对vr(virtualreality，虚拟现实)、ar(augmentedreality，增强现实)或mr(mixedreality，混合现实)等的虚拟现实，或融合了现实世界和虚拟世界的场景应用。例如，在使用ar的道路引导、或工厂作业中的指示等中，也可以基于通过检测表面反射成分i1而取得的生物体信息及通过检测内部散射成分i2而取得的脑活动信息来判定用户的理解度，根据理解度来实施重放再现或播音速度的调整。

图12表示通过在家庭内或办公室内设置生物体计测装置100而用于每天的健康检查的例子。生物体计测装置100由于能够非接触地取得生物体信息及脑活动信息，所以例如可以设置在盥洗台的镜子的背侧。镜子被进行了干涉膜外涂，以将可视光反射而使近红外光(例如，700nm以上的波长的光)透射。通过外涂使可视光反射的干涉膜，作为镜子而反射作为被检者500的用户的样子，但用户看不到设置在镜子的背侧的相机。另一方面，通过由镜子使近红外光透射，能够将测定光越过镜子朝向用户照射。因而，由于不使用户意识到相机的存在，所以能够在用户较自然的精神状态下实施生物体信息的测定及脑血流的测定。此外，能够从用户的正面进行测定，能够有效地计测前头部。进而，在洗脸时，由于用头带等将前发固定的情况较多，所以不需要进行将作为遮蔽物的前发抬起的指示，不麻烦用户的手就足够。此外，由于在盥洗台，用户站立在镜子前，所以能够在一定距离且近距离下进行测定，测定的稳定性变高。

也可以在生物体计测装置100的附近设置焦电传感器等的人感传感器。如果由人感传感器检测到人，则向生物体计测装置100发送信号，由生物体计测装置100开始人的计测。通过与人感传感器协同，当没有人时能够使生物体计测装置100中的光源及电路的驱动停止，所以能够降低耗电。

基于由生物体计测装置100计测出的表面血流或者脉搏数，能够取得睡眠不足、疲劳或贫血等的身体上的身体状况数据。此外，根据同时取得的脑血流信息，能够检测集中状态、头脑清晰状况、或心情的低落等的精神上的身体状况数据。这样，通过对通过检测表面反射成分i1而取得的生物体信息和通过检测内部散射成分i2而取得的脑活动信息双方进行评价，能够进行身体和精神两方面的健康状态的推测。

也可以每当用户站立在镜子面前就进行由生物体计测装置100进行的计测，将所取得的数据储存。根据将所储存的每天的数据比较而得到的相对的变化信息，能够检测相对于用户的日常的平常状态的、某一天的身体状况的异变。此外，通过将日常的时间序列的数据的测定累积，对这些时间序列数据施以时间上的移动平均处理，能够将表示短时性的无规律性的身体状况变化的高频成分除去，监测表示数年单位的长期性的身体状况的变化的低频成分。结果，能够有助于脑梗、脑肿瘤或认知症等的循环器官或脑神经系统的大病的早期发现。在此情况下，也可以通过预先估计气温或身体状况的季节变动成分的影响来进行校准。通过将气温或身体状况的季节变动成分的影响除去，能够使检测精度提高。

在系统检测到身体状况的变化的情况下，在设置于盥洗台的显示器或设置于反射镜上的显示器上显示所推测的用户的健康状态。此外，通过将每天的测定结果作为图表输出，能够使健康的改善状况可视化，提高对于用户的保健的改善努力的激励。作为其他的数据显示方法，也可以将测定数据经由wi－fi(注册商标)、wi－fidirect(注册商标)、bluetooth(注册商标)或者云等向用户的智能电话或平板电脑终端发送，显示在智能电话或平板电脑终端上。

图13是表示将生物体计测装置100应用于作为被检者500的驾驶员的飲酒检测的例子的图。根据基于内部散射成分i2取得的脑活动信息，评价驾驶员是否正常地思考事物、头脑是否在工作、以及是否是能够集中于驾驶的状态。除此以外，基于表面反射成分i1，检测表面血流量、心拍数或出汗量。通过将这些信息综合评价，判定驾驶员饮酒的可能性，在判定为可能性较高的情况下，用声音或向显示器的显示来告诉该情况。除此以外，进行使引擎不动作或使动作停止等的车辆控制。

图14是表示使用生物体计测装置100对室内空调进行调整的例子的图。也可以根据表面反射成分i1和内部散射成分i2这两信息来检测用户的出汗状态。由于在表面反射成分i1中较多包含用户的皮肤表面的正反射成分，所以如果用户出汗，则表面反射率变高，能够作为发亮成分检测到。此外，使用内部散射成分i2，测定是否对于热感到不舒适。在根据表面反射成分i1检测到出汗，并且在根据内部散射成分i2检测到对于热感到不舒适时，也可以对空气调节装置600的温度、风量或风向进行控制。

如上述那样，生物体计测装置100基于被检者500的状态的判定结果，能够进行向被检者500的通知的输出、被检者500的周边的设备的控制及与外部装置的通信中的某一个。在向被检者的通知中，包括对被检者带来视觉、听觉或触觉等的刺激。在被检者的周边的设备中，包括配置在被检者的周边，能够对被检者带来视觉、听觉或触觉等的刺激的设备。此外，在被检者的周边的设备中，包括被检者操作的设备。在与外部装置的通信中，如上述那样，包括向配置在从生物体计测装置100离开的场所的服务器等的装置发送信号或数据。

在本实施方式中，如图6所示，信号处理电路40具备存储器42，将基于图4a至图4d所示的数据设定的多个基准值预先存储在存储器42中。信号处理电路40将表示第1生物体信息的信号与第1基准值比较，将表示脑活动信息的信号与第2基准值比较。由此，能够基于表示第1生物体信息及脑活动信息的信号双方来判别被检者的状态。这样，被检者的状态的判定可以通过将表示第1生物体信息的信号及表示脑活动信息的信号与存储在存储器42中的两个基准值分别比较来进行。

信号处理电路40也可以将表示脑活动量、关于第1生物体信息的活动量和身体的状态的关系的数据表存储在存储器42中。信号处理电路40也可以通过参照该数据表对所取得的表示脑活动信息的信号及表示第1生物体信息的信号进行评价，来判别被检者的状态。这样，被检者的状态的判定可以通过参照存储在存储器42中的数据表评价生物体信号及脑活动信号来进行。数据表表示脑活动信号、生物体信号和身体的状态的关系。

信号处理电路40也可以取得表示脑活动信息的信号及表示第1生物体信息的信号的时间序列变化。并且，信号处理电路40也可以将该时间序列变化的变化样式或特征量与存储在存储器42中的参照样式或参照特征量比较。或者，也可以通过计算相关等的统计值来判别被检者的状态。该时间序列变化的特征量也可以通过事前读入大量的被检者的数据集，使用深度学习、支持向量机(supportvectormachine)、回归树或贝叶斯估计等的有监督的机器学习对其中包含的特征进行学习，来进行计算。数据集是检测信号和表示被检者的状态的正解值的集合。也可以将事前学习的该特征量作为学习数据，基于它通过机器学习来判别当前的被检者的状态。也可以每当进行被检者的测定，就使用该新的被检者数据将学习数据更新。医疗机构等的专业机构的详细检查的结果、例如执行图7的流程而得到的判定结果有时与真实值不同。在此情况下，也可以将被检者的状态的正解值进行修正，重新加以机器学习。

此外，在使用有监督学习以外，也可以使用层级聚类、k平均法聚类、自组织化映射或深度学习等的无监督机器学习来判别被检者的状态。

在表示脑活动信息的信号及表示第1生物体信息的信号的时间序列变化以外，在使用作为相机或图像传感器发挥功能的光检测器的情况下，也可以使用二维数据作为数据集。例如，也可以基于二维图像数据内的脑血流信号或第1生物体信号的分布、偏倚或强度较高的位置，进行被检者的状态的判别、样式或相关的比较、特征量提取或机器学习。

如以上这样，被检者的状态的判定可以通过对于时间序列数据或上述二维样式，比较存储在存储器42中的参照样式或参照特征量、并计算统计值及/或使用机器学习判定来进行。

信号处理电路40也可以基于由生物体计测装置100或其他传感器取得的关于被检者的信息或事前登记的关于被检者的信息，来判别被检者的年龄、性别或健康状态。并且，信号处理电路40也可以基于判别结果，将基准值、数据表及参照样式更新。

如以上这样，根据本发明的实施方式，能够在不与被检者接触的状态、并且抑制了由来自被检者的表面的反射成分带来的噪声的状态下，测定与被检者的脑活动状态有关的信息。此外，能够用便宜的方法稳定地实施被检者的生命体征检查。

(其他实施方式)

生物体计测装置100也可以从与图像传感器20等的光检测器不同的其他检测器取得脑活动信息以外的其他的生物体信息。图15是表示这样的生物体计测装置100的例子的图。该例的生物体计测装置100中与图像传感器20另外地具备计测脉搏等的生物体信息的检测器50。如果作为检测器50而使用例如毫米波雷达，则能够检测被检者500的脉波或呼吸。如果作为检测器50而使用例如热敏成像仪，则能够计测被检者500的出汗量及体温。在使用检测器50的情况下，图像传感器20不需要检测被检者500的表面反射成分i1。基于由检测器50检测到的被检者500的生物体信息，能够进行被检者500的生命体征检查。

在上述的实施方式中，主要对光检测器是图像传感器20的例子进行了说明。但是，本发明并不限定于这样的例子。作为光检测器，也可以使用例如雪崩光电二极管与存储器的组合、或pin光电二极管与存储器的组合。在作为光检测器而使用雪崩光电二极管与存储器的组合、或pin光电二极管与存储器的组合的情况下，例如通过分别按照每个脉冲检测反射脉冲光的上升成分和下降成分、反复储存到存储器中，也能够得到充分的信号量。通过使用储存在存储器中的信号量，能够将表示皮肤血流的信号与表示脑血流的信号分离。

本发明不仅包括生物体计测装置100，还包括使用生物体计测装置100的生物体信息的取得方法及具备生物体计测装置100的车辆。

产业上的可利用性

本发明的生物体计测装置对于非接触地取得被检者的内部信息的相机或测定设备是有用的。生物体计测装置能够应用于生物体或医疗感测。

标号说明

10光源

20图像传感器

22光电变换元件

24电荷积蓄部

30控制电路

32光源控制部

34传感器控制部

40信号处理电路

42存储器

50检测器

60通信电路

70扬声器

100生物体计测装置

200外部装置

400头戴式显示器

500被检者

600空气调节装置