專利名稱：：生體光計測裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種生體光計測裝置，即使用光來計測出生體內部的信息的生體光計測裝置。
背景技術：
：在臨床醫學以及腦科學等領域中期望簡便且對生體無害地測定生體內部的裝置。例如如果具體地將頭部考慮為測定對象，則可以舉出腦梗塞.腦內出血等腦疾病以及思考.語言.運動等高級腦功能的計測等。另外，這樣的測定對象不限于頭部，還可以舉出在胸部針對心肌梗塞等心臟疾病、在腹部針對腎臟.肝臟等的內臟疾病的預防診斷等。在將頭部考慮為計測對象而對腦內的疾病或高級腦功能進行計測的情況下，需要明確地確定疾病部或功能區域。因此將頭部的寬廣區域作為圖像來計測是非常重要的。針對上述的要求，光計測是非常有效的。其理由為，生體內器官的正常以及異常、進而與高級腦功能相關的腦的活化與生體內部的氧代謝以及血液循環有密切的關系。該氧代謝以及血液循環對應于生體中的特定色素(血紅蛋白、細胞色素aa3、肌紅蛋白等)的濃度，而該色素濃度是根據從可見光到紅外區域的波長的光吸收量而求出的。例如在日本特開昭57-115232號公報、日本特開昭63-260532號公報、日本特開昭63-275323號公報、日本特開平5-317295號公報中記栽了象這樣向生體照射從可見光到紅外的波長的光，通過對從生體反射的光進行檢測來計測生體內部的裝置。以往，在生體的光計測中使用光強度調制中的時分多路復用調制或頻分多路復用。作為基本的結構，構成為通過使用鎖定放大的光檢測來取出強度數據，并且為了增加測定點，而進行時分多路復用或頻分多路復用。與其相對，在日本特開2004-333344號公報中記載了使用CDMA(碼分多路復用)方式的技術。其中使用阿達瑪碼來進行光的CDMA調制(強度調制)，而在受光側進行光源及其發光的分離。利用該技術，可以在生體內部的計測中《吏用CDMA方式。專利文獻1:日本特開昭57-115232號公報專利文獻2:日本特開昭63-260532號公報專利文獻3:日本特開昭63-275323號公報專利文獻4:日本特開平5-317295號公報專利文獻5:日本特開2004-333344號^>報專利文獻6:日本特許3365397號〃>凈艮
發明內容這里，對以往的使用了CDMA調制的生體光計測裝置(以下稱為裝置)的動作進行說明。圖1示出以往的使用了CDMA調制的裝置的概要。光照射裝置101、102、103具有碼生成部111、121、131、光調制部112、122、132、光照射部113、123、133。在碼生成部111、121、131中，分別生成循環的碼序列Cl"l、0、1、0"、C2"l、1、0、0"、C3"l、0、0、1"。在光調制部112、122、132中，生成按照碼序列C1、C2、C3進行了強度調制后的信號。強度調制后的信號使光照射部113、123、133的光源元件114、124、134閃爍。光源在原來的碼序列C1、C2、C3為"l"的情況下點亮，在"O"的情況下熄滅。光源元件114、124、134所發出的光(發光光)在照射位置115、125、135作為光信號而照射到照射對象上。所照射的各個光在作為照射對象的生體上透射/散射之后，到達光檢測部116的受光元件117。在此，光信號通過光電效應而轉換成電信號。該電信號在被分割成3個信號之后，在信號處理部119中，通過3個乘法電路118和與原來的序列同步的序列C，l、C，2、C，3相乘。這里，序列C，l、C'2、C，3是由解調用碼生成部151、152、153生成的序列。在相關檢波部140中，對各個相乘后的結果進行相關檢波，輸出由檢測結果141、142、143構成的相關檢波輸出。這里，被用作CDMA調制用碼的是被稱為阿達瑪碼(沃爾什阿達瑪碼)的信號。作為該代碼的特征，可以舉出(1)可以在代碼級完全除去作為阿達瑪碼的其它序列碼的優良的相關性；(2)形成碼的"1"和"0"的個數相等，信號的占空比為50%。該生成方法如下所述。(式l)…(1)(式2)1001這里如果設H廣[ll，則-Hi-[O。通過將其遞歸代入，來給出阿達瑪矩陣即阿達瑪碼。其結果作為H2、H3，得到用以下的行列式的形式表現的阿達瑪矩陣(阿達瑪碼)。接下來，對碼的調制和分離/解調的過程進行詳細說明。圖2示出進入受光元件的信號。此時，3個光通過加法作用(效果)201,以混合的形式輸入到受光元件。在圖2中，由于光源元件的驅動電流的差異、各照射位置115、125、135與受光元件間的光的透射/散射特性不同，所以輸入到受光元件(省略圖示)的信號的振幅根據照射位置115、125、135而不同。另外，在光的透射特性由于從各個照射位置照射的光的波長的差異而不同的情況下，也同樣地表現為振幅的差異。這里，圖中的數值從右開始以時間序列進行輸入輸出。如圖3所示，受光元件的輸出(受光信號301)與圖2的輸入光相加后的結果成比例。即，在時間序列上以"6、3、1、2"的信號循環的形式(6、3、1、2、6、3、1、2、…)輸出。這里，各信號的占空比為50%，所以相加結果的平均值為3。這里，如果在實際的電路上進行AC結合的處理，則以結合前的值3作為中心，在時間序列上以"3、0、-2、-1"的受光信號302循環的形式輸出。接下來，首先對來自照射位置115的信號的檢測方法進行說明。如圖4所示，對于AC結合后的受光信號302即"3、0、-2、-1"，以同步的形式乘以序列C，l"l、-1、1、-l，，之后，針對每4位相加而作為檢測結果輸出，其中，該序列C，l"l、-1、1、-l，，是對在原來的信號生成時使用的碼序列Cl"l、0、1、0"的各值實施了通過乘2減1來定義的轉換而取得的。即，計算/處理成3xl+0x(-1)+(-2)xl+(-l)x(-l)=3+0+(-2)+1=2，作為檢測結果141輸出"2"這樣的值。這里，同步是指，上述的序列Cl的某值"1"或"0"與對應于它們的、基于上述轉換的值"l"或"-l"的對應和變化點在時間軸上相同。同樣地，圖5、圖6示出針對來自照射位置125、135的信號進行基于序列C2、C3的轉換序列C，2、C'3的計算/處理的過程。由此，來自照射位置115、125、135的信號的輸出分別成為"2、6、4"。該值141、142、143是來自圖2中的照射位置115、125、135的信號振幅"l、3、2"的2倍的值。因此，可知正確地進4亍了檢測。經過上述的過程，可知在裝置中使用CDMA方式進行信號的強度調制、光信號的傳送、光電轉換后的信號的解調，從而計測作為光的傳送路徑的生體的活動。這里，在觀察裝置的信號的情況下，以上述時間序列的形式"6、3、1、2"地循環的信號可以視為所接受的光信號，另一方面可以視為光源元件的驅動電流。在各光源元件的驅動電流中存在差異的情況下，同樣地在無差異的情況下標準化后的電流值的變動為"3、1、1、1"。實際上，由于光源元件的偏差、每個光源元件的輸出設定和輸出特性的差異而產生變動。在以上述時間序列的形式"6、3、1、2"地循環的信號的情況下，用4位定義的周期中的最大值為"6"，最小值為"l"。另外，在阿達瑪碼的說明中，在用式(1)、式(2)定義的阿達瑪碼的情況下，如果為了應對增加的光源數而延長碼長，則循環的序列的開頭的"6"、標準化時的"3，，的值變大。這導致光源元件驅動電流的增大，其結果，裝置電源部大型化，從而成為妨礙裝置的小型化、利用電池驅動的裝置的便攜化的一個原因。接下來，在同樣地從受光元件來觀察信號的情況下，在上述的過程中受光電平也以時間序列的形式以"6、3、1、2"變化。因此，受光元件或進行CDMA解調的處理部需要對作為最大值的"6，，的電平的信號進行不會發生飽和的電平的受光、光電轉換、信號處理。這一點與上述的驅動電流的情況同樣，隨著光源數即計測點、照射位置的增加而增加。其原因在于，受光元件易于飽和，導致搭載于處理部上的放大器的放大率降低，其結果，計測的動態范圍窄帶化。即，成為裝置的計測精度降低的原因。本發明在使用了CDMA碼的生體光計測裝置中，通過變更2個以上的碼在時間軸上的位置來使光源元件的驅動電流以及受光信號的峰值減小。具體而言，作為碼，使用針對每個具有同一位周期的碼序列使阿達瑪碼進行了相同位的位移動后的碼、或者使一個PN碼進行了位移動后的碼。根據本發明，在使用了CDMA碼的生體光計測裝置中，通過光源元件驅動電流的平滑化，與以往相比可以減小峰值，并且與以往相比可以減小受光元件的受光電平的峰值。由此，可以實現生體光計測裝置的省電化，并且可以提高計測精度。圖l是以往發明的CDMA方式的概略圖。圖2是示出光源元件的驅動電流以及受光信號的混合的概略圖。圖3是示出使用以往的阿達瑪碼的受光信號的一個例子的圖。圖4是示出來自照射位置115的信號的解調/檢測過程的概略圖。圖5是示出來自照射位置125的信號的解調/檢測過程的概略圖。圖6是示出來自照射位置135的信號的解調/檢測過程的概略圖。圖7是使用改良阿達瑪碼的CDMA方式的概略圖。圖8是使用改良阿達瑪碼的光源元件的驅動電流以及受光信號的混合的說明圖。圖9是示出使用改良阿達瑪碼的受光信號的一個例子的圖。圖10是示出來自照射位置115的改良阿達瑪碼信號的解調/檢測過程的概略圖。圖ll是示出來自照射位置125的改良阿達瑪碼信號的解調/檢測過程的概略圖。圖12是示出來自照射位置135的改良阿達瑪碼信號的解調/檢測過程的概略圖。圖13是示出不使用栽波的CDMA方式的結構的一個例子的圖。圖14是示出使用載波的CDMA方式的結構的一個例子的圖。圖15是示出載波與碼片速率的關系的一個例子的圖。圖16是基于3個光源元件的光的傳送的概念圖。圖17是基于3個波長3個光源元件的光的傳送的概念圖。圖18是基于3個波長3個光源元件的光的傳送和分離的概念的圖。圖19是示出3個波長LD的結構的一個例子的圖。圖20是示出生體光計測裝置的一個例子的圖。(標號說明)101光照射裝置102光照射裝置103光照射裝置111碼生成部112光調制部113光照射部114光源元件115照射位置L16光檢測部L17受光元件118乘法電路L19信號處理部L21碼生成部L22光調制部L23光照射部.24光源元件25照射位置.31碼生成部32光調制部33光照射部34光源元件35照射位置40相關檢波部51解調用碼生成部52解調用碼生成部53解調用碼生成部'11碼生成部'21碼生成部'31碼生成部'51新阿達瑪序列解調用碼生成部'52新阿達瑪序列解調用碼生成部53新阿達瑪序列解調用碼生成部600被驗體601發光光1602發光光1603發光光1700發光2001生體光計測裝置2002主體部2003探測器部2004被驗者頭部具體實施例方式以下，對本發明的實施方式進行說明。(實施例1)首先，將任意的阿達瑪碼序列C(k)的任意笫n位表示為bn或b(n)。進而，在相對于自然數nl、n2上迷C(k)周期地成為相同碼的情況下，將該周期中的最小的周期設為C(k)的位周期a。即，位周期a是指，下式(5)相對于任意的nl、n2成立的自然數的最小值。b(nlxa+n2)=b(n2)...(5)這里，在表l中重新示出在上述的CDMA方式的說明中使用的序列Cl、C2、C3。(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1的序列Cl是位周期2，序列C2和序列C3是位周期4。在阿達瑪碼中，通過計算的過程，同一位周期的序列是位周期a的情況下，存在a/2種序列。這里，將作為同一位周期的序列設為位周期組，稱為位周期a組。例如，序列C2和序列C3是位周期4，被表示成位周期4組。反過來，位周期4組是指序列C2和序列C3。在表1中示出圖1所示的每個碼序列的位bn。位bn是由"1"或"0"構成的2值數據，在圖l所示的結構中，在"l，，的情況下，光源元件點亮，在"0"的情況下熄滅。合計表示各位bn對應的時刻的點亮的光源元件的個數。這里，根據C1、C2、C3，針對每個上述位組生成了移位后的序列C，，l、C"2、C"3。在表2中示出這些序列。(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2也同樣，只不過移動了位。與表1的序列進行比較，b"(1)~b，，(4)用"0、1、0、l"表示的C"l是使Cl向前方(或者后方)移動了l位。同樣地，用"0、0、1、l，，表示的C，，2是使"l、1、0、0"C2移動了2位。進而，同樣地，用"0、1、1、0"表示的C"3是使"l、0、0、1"C3移動了2位。這里，k位移動是指，在使用上述的b(n)表示為b，，(n)=b(n+k)…(6)的情況下，在序列C"l中k-l，在序列C"2和序列C"3中k-2。在阿達瑪碼中，同一位周期組的碼利用針對該同一位周期的相位偏移量而進行了分離。即，用于分離的信息以該相位信息的形式包含在各碼(各序列)中。例如，C2和C3都是位周期4組，利用C2和C3的相位信息來進行它們在檢測時的分離。即，在向各序列設定上述的位移動量，并設定新的碼序列的組合時，需要針對每個位周期組設定相同的位移動量k位。相反，在同一位周期組內設定了不同的位移動量的情況下，由于無法進行碼的分離，所以無法實施。例如在針對C2-"1、1、0、0"和C3-"1、0、0、1"，將C2的位移動量k設為1并將C3的位移動量設為0時，C2和C3都成為"l、0、0、1"，而成為相同的序列。因此，在受光元件以后的信號處理的過程中無法進行這2個序列的分離。這里，看一下序列Cl、C2、C3和序列C"1、C"2、C"3的每個位、即每個時刻的相加合計值。根據表1和表2，原來的序列的合計是"3、1、1、1"，在進行推移后，通過位的位移動而生成的新序列推移為"0、2、2、2"。從裝置電源部的觀點看，(1)除了b(1)的"0，，以外全是"2"，從裝置電源部觀察的LD驅動電路側的阻抗變動小。(2)最大消耗電流(峰值驅動電流)從"3"減小到"2"。另外，從受光元件的觀點來看，(3)最大的受光信號的電平從"3"相對地降低到"2"。作為該(l)、(2)、(3)的效果，可以舉出如下的優點根據(l)，由于阻抗(負載)變動被抑制，所以不易發生電路內部的周期性噪聲。根據(2)，裝置電源部可以向光源元件供給相當于"2"的電流即可，由此可以降低裝置電源部所需的電源容量。根據(3)，由于在相當于"2"的范圍內受光，在光電轉換后進行用于檢測的信號處理即可，所以受光元件、信號處理部的輸入的動態范圍可以取得較寬。接下來，對實際上使用了序列C"l、C"2、C"3的CDMA調制和解調的過程和此時的效果進行驗證。這里將C"l、C"2、C"3—并稱為新阿達瑪序列。圖7示出使用了新阿達瑪序列的裝置的概要。其相當于在使用了以往的阿達瑪序列的裝置的說明中使用的圖1。與圖l所示的裝置的不同點在于，由碼生成部711、721、731生成的碼序列是新阿達瑪序列C"l、C"2、C"3;由解調用碼生成部751、752、753生成的解調用碼是新阿達瑪序列解調用的碼。各個相關檢波部140輸出使用新阿達瑪序列C"l、C"2、C"3的檢測結果741、742、743。而圖8示出照射位置115、125、135處的輸出以及受光元件中的受光電平。這里，各電平是與圖2示出的"l、3、2"相同的值。圖8示出從光源元件發出的信號，圖9示出受光元件接受的信號。這里，圖8的各照射位置的碼從圖中的右側依次輸出，例如在照射位置115的情況下依次輸出"O、1、0、1"。此時，應用了該新阿達瑪序列時的受光信號901的總和以時間序列依次以"O、3、5、4"循環。另外，應用了新阿達瑪序列時的AC結合后的受光信號902以"-3、0、2、l，，循環。這里，如果與圖3所示的信號進行比較，則相對于在圖3中以"6、3、1、2"循環，在使用了新阿達瑪碼的情況下，以"0、3、5、4，，循環，所以判明(1)最大值從"6，，減小到"5";(2)4個信號的平均是"3"，不變化。由此可以說，在實際的裝置中，可以與消耗電流的個體差異或光的透射率無關地實現之前用碼(僅"1"、"0，，)說明的效果。另外，根據(2)，可知總光亮不變化，相對于白噪聲性的噪聲(暗電流噪聲等)，SN比不會由于碼的變更而劣化。接下來，與說明了以往的阿達瑪序列的解調過程的情況同樣地，分別根據序列C"l、C"2、C"3的碼生成乘2減1后的碼，根據所對應的照射位置進行相乘之后，進行4位長的積算。其與之前的說明中的C1C3和C，1~C，3的轉換處理相同。圖10、圖11、圖12分別示出照射位置115、照射位置125、照射位置135處的解調的過程。其結果，檢測輸出依次成為"2、6、4",可知利用與圖4、圖5、圖6所示的使用了以往的阿達瑪序列的情況相同的值來進行解調/檢測。以上，說明了在光繪圖(topography)裝置中為了信號分離而可以使用新阿達瑪序列，并且對消耗電流和受光電平的峰值的抑制有效。這里，阿達瑪碼的碼長沒有限制，可以通過對式(1)、式(2)進行遞歸代入來生成更長的阿達瑪碼，而據此針對每個上述的位長組設定位移動量。在以上的說明中，位長最大可以采用4，但可以根據光源數即測定點的數量來延長位長，利用該組合，通過對消耗電流和受光電平的峰值抑制，具有進一步的效果。特別是，與以往的阿達瑪碼比較，將針對碼長n周期的位周期n組的位移動量i殳為n/2時，第一個碼優選全部為0。例如，上述的序列C"l是將位周期2組的序列Cl移動了1位，序列C"2、C"3是將位周期4組的序列C2、C3移動了2位。同樣地，通過上述的遞歸代入，從更長的阿達瑪碼，針對這些位周期n組整體，將位移動量設為n/2,優選將這樣得到的序列作為新阿達瑪碼。它們的特征在于，在使用了所定義的所有碼的情況下，(1)第l位的數值的總和為0;(2)從第2位開始到最終位，各位的數值的總和為恒定的值。例如，C"l、C"2、C"3的總和的序列如上所述成為"O、2、2、2",其中(1)第l位為0，(2)第2~4位的數值的總和為恒定的2。該排列方法對目的負載的均勻化最有效。另外，與碼的表現對應的光源元件的點亮/熄滅的動作不限于相對于表l所示的形式成為正邏輯(1時點亮，0時熄滅)。也可以相對于表1所示的形式成為負邏輯(1時熄滅，0時點亮)。這里，如果將表1所示的形式設為正邏輯(1時點亮，0時熄滅)并將其以負邏輯(l時熄滅，0時點亮)重讀，則成為Cl-"O、1、0、1"，變為與上述的C"l相同。另外，通過同樣的重讀而成為C2-C"2，C3=C"3。由此，可知上述的C，，l、C"2、C，，3分別使原來的C1、C2、C3的"1"、"0"反轉。由此，可知即使是原來的阿達瑪碼的負邏輯表現，也可以取得上述的光源元件的消耗電流的平滑化效果、測定精度提高的效果。另外，即使是負邏輯的表現，也可以利用光源的個數、配置來針對每個上述的位周期組設定位移動量，實現與裝置對應的最佳的配置。(實施例2)在實施例1中，將碼設為阿達瑪碼，但對于阿達瑪碼以外的作為7>知的PN碼序列的M序列、Gold(金)序列，也可以利用上述的位移動來生成碼。例如，在M序列中，作為可以使一種序列進行位移動來實現分離(解調/檢測)的碼來進行處理。這里，PN碼也被稱為偽噪聲碼，是指表現出信號的頻譜擴散而接近于白噪聲的舉動的所有循環碼。其中包含M序列。作為其特征，可以舉出優良的自相關性。利用該特征，即使是相同的碼，也可以分離定時偏移的碼。在表3所示的M序列(15位長)的情況下，上述的位周期是15。這里，各序列M(k)的各位Mb(k，n)表示成Mb(k，n)=Mb(k-l，n-l)…(7)其中，在k-l的情況下向右邊代入k-16，在n-l的情況下也代入n=16。表3中的碼CI~C15分別表示0或1。(表3)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>此時，如記載于合計欄中那樣，在某時刻點亮的光源數是8個。這是M序列的固有的性質，其原因是在位周期(位長)a的M序列中"l"(點亮)存在(a+l)/2個。由此，與使用了上述的阿達瑪碼的情況同樣地，在15個光源的情況下，與使用了多個不同的M序列的情況相比，可以進一步抑制光源元件的消耗電流的變動。在各光源元件的消耗電流恒定的情況下，由于15個光源元件的閃爍(點亮和熄滅)而引起的消耗電流的變動幅度理想地成為0。該動作在置換成Gold序列的情況下也同樣地表現出。另外，在M序列的情況下，相對于僅存在幾種15位長的M序列，通過加上在上述的式(7)中定義的碼的位移動的處理，可以使用信號處理部對來自15個光源元件的受光信號進行解調/檢測、計測。進而，同一位長的不同M序列的互相關與自相關相比，相關特性不佳，所以可以利用上述的方法來實現比使用了同一位長的不同的多個M序列的CDMA方式更為優良的生體計測。這利用了即使是相同碼也可以分離去掉在時間上移動的碼、即自相關特性高的M序列、Gold序列的特征。另外，這些序列的位長不限于15，例如可以設為31位長、63位長、127位長、255位長等，可以根據裝置的光源數來變更。如果是光源數以上的位長的M序列、Gold序列，則可以實現排除了從其它光源元件發出的光的干擾的生體計測。其原因在于，在生體光計測裝置中，可以對裝置內的所有光源以及檢測系統的動作進行統一控制，與移動體通信相比，在移動體通信中成為問題的、序列間的同步建立和處理時的同步補充/保持變得更容易。這里，不限于圖1所示的信號處理部以及碼生成部的結構。由于近期的電路技術的進步，優選使用數字信號處理系統。數字信號處理系統除了FPGA、PLD這樣的可編程邏輯器件以外，還可以才艮據處理量、裝置內部的預/后處理中的計算量、計測結果的輸出方法，利用使用了被稱為DSP、CPU或MPU的處理器的部件來構成。當然還可以除去或包含AD、DA轉換部并利用通用的個人計算機(PC)或數據記錄器等電子設備來構成，而進行計測和基于計測結果的信號處理的檢測。另外，當然還可以組合上述的結構，使用設備進行乘法等運算，利用PC來進行包括檢測結果的二維顯示或統計學處理的所有后處理。另外，裝置的使用形式也沒有限制，還可以利用光源元件整體的消耗電流的平滑化(電流峰值的減小)效果，使包括電池等的裝置電源部小型化，從而實現不僅可固定而且還具有可移動性的便攜型的裝置。在該情況下，可以實施長時間的生體活動的計測，而不會拘束被驗體的各種活動例如各種運動或拘束被驗體，可以使計測時的被驗體的狀態或活動擴寬。另外，利用碼(擴散碼)擴散的信號(載波)也可以并非是圖13所示的恒定值的直流信號。例如，也可以是圖14所示的矩形波信號。此時，優選為栽波頻率fca是作為擴散碼的擴散速度的碼片速率(fc)的整數倍、特別是2的乘方倍，并且擴散碼與載波同步。其原因在于，各序列的每一周期的占空比為50%,并且可以實現基于載波頻率fca的裝置內部處理的簡化。圖15示出該例子。在圖15的例子的情況下，在序列的一個碼b(n)中，存在4個周期的載波的矩形波，且fca-2、fc成立。這里，如果上述的關系成立，則fc、fca的頻率和頻率比沒有限制。根據裝置的處理能力、計測結果的輸出間隔標準來決定。進而，圖14所示的乘法電路118中的、將載波fca和碼序列C，l相乘的部分、將載波fca和解調用碼相乘的部分無需如圖7的光調制部112、122、113以及信號處理部119那樣實際進行相乘。可以是利用各種存儲器電路、邏輯電路使預先進行了相乘的結果的碼再現/發生的方法。可以根據與其它部分的適合情況來自由地構成。例如，在使用了存儲器電路的情況下，可以記錄碼序列和栽波的相乘結果來作為存儲器的記錄內容，而在生體計測時利用控制時鐘信號逐次讀出記錄內容而作為相乘結果輸出，從電路簡化以及處理量的降低的觀點來看是優選的。在以上的說明中，為了進行被稱為照射位置的、向被驗體照射發光光的位置的空間位置相互信號分離(空間分離)而使用了CDMA方式。CDMA方式的適用不限于此，也可以同樣地應用于發光光的波長相互分離(波長分離)。例如，優選如圖16所示，從同一照射位置照射不同波長的發光光1601、1602、1603，并對生體的同一測定對象點進行測定。其原因在于，可以使用不同的波長光來對作為計測對象的被驗體的同一點進行計測。進而，優選通過設置多個上述多波長光的照射點，組合并同時實施上述的空間分離和波長分離，對被驗體在較寬的范圍內實施精密的計測。例如，圖17示出從沿著Z軸方向在同一平面(XY平面)上設定的3個照射位置115、125、135對1個光檢測部116分別傳送3個波長的光，來進行測定的情況。如果使進行該情況的各光的強度調制的碼(CDMA碼)不同，則可以同時進行空間分離和波長分離。在該情況下，基于碼的分離的概念變為如圖18所示，可以在不同的照射位置(xl#x2#x3、yl-y2-y3)利用不同的3個波長Ul、X2、？J)來進行9種信號分離。在圖18中，縱軸方向示出照射位置的分離、即空間分離，橫軸方向示出進行了3個波長Ul、12、X3)的波長分離。這里，需要使各光信號的碼不同。另外，為便于說明，將Z軸方向的值設為相同，而在XY平面中進行了說明，但也可以將Z軸方向的值不同的人體等立體形狀設為計測對象。另外，當進行碼分離時，在來自離開的光源的發光光由于距離或計測對象的透射率而沒有入射到同一受光元件的情況下，可以在不同的光源(照射位置)使用同一碼。但是，在該情況下，需要確認同一碼的發光光實際上不入射到同一受光元件，且不發生碼干擾/誤計測。另外，在將照射位置設為相同的情況下，可以使用將3個光源元件安裝在同一封裝中而具有3個發光光輸出的光源。圖19例示出具有3個發光光輸出的光源1700。該光源可以從光源元件LD1、LD2、LD3分別輸出不同波長X1、U、13的發光光，并從大致同一點照射光。另外，作為從同一點或盡可能從附近照射3個光源元件的光的方法，也可以利用WDM等光學元件來混合各光源元件的發光光后向同一點進行照射。另外，XI、12、不受裝置結構上的限制，而可以根據測定對象或光源元件能否制作來選擇/設定。在圖19的具有3個發光輸出的光源1700中，在作為生體活動信息而對血液流體實施計測時，為了進行血液所含有的氧化、脫氧化血紅蛋白量的計測，例如將人l、X2、>J分別設為850nm、750nm、680nm,但在例如將測定對象設為水(體液)的情況下，也可以變更成適合于此的波長。發光方式/元件除了LD(激光二極管)以外，還可以使用VCSEL元件、LED元件、RCLED元件等各種光源元件。進而對照射點的照射方法也沒有限制，例如可以實施使光源元件的光輸出部直接接觸到照射位置的方法、以及使用光纖向照射位置傳送/照射從照射位置隔離的光源元件的發光光的方法。圖19例示的光源元件LD1、LD2、LD3共用各自的正極，但光源元件的結構不限于此。還可以根據光源元件的驅動電路而共用負極，或者內置用于對光源元件的光輸出進行測定的mPD(監視光電二極管)，還可以與使用了受光元件的生體活動的計測同時地進行光源元件的光輸出的監視或用于控制的監視。在該情況下，mPD的連接也沒有限制，例如可以z使圖19的光源元件LD1、LD2、LD3的正極和mPD的負極共用，或者使mPD的正極以及負極與光源元件LD1、LD2、LD3的正極以及負極獨立。進而，mPD的內置個數也沒有限制，可以使用1個mPD來對光源元件LD1、LD2、LD3的發光光進行監視，也可以使用3個mPD來分別個別地對發光光進行監視。這里，在使用1個mPD來對3個發光光進行監視的情況下，需要通過與上述的受光元件以后同樣的信號處理來進行信號電平(發光電平)的解調/檢測。作為光輸出的計測或用于控制的監視的具體方法，可以使用在計測時以時間序列獨立地進行基于受光元件的計測和監視、即時地或在測定完成后對各個測定結果進行除法運算來作為后處理的方法，或者將基于mPD的信號電平的計測結果視為光源元件的發光電平、對光源元件的驅動電流的振幅進行控制以使該基于mPD的信號電平的計測結果恒定的APC(自動功率控制)。在基于2種計測結果的除法運算的處理的情況下，可以利用上述的除法運算來計算出光源元件和受光元件間的到達率(透射衰減率)的時間序列上的變化，在基于APC的控制中，可以將基于受光元件的解調/檢測后的受光電平的時間序列上的變化作為透射衰減率的時間序列上的變化來計測。另外，受光元件的方式、材料都沒有限制。例如不僅僅是SiPD(硅光電二極管)，還可以根據目的、受光信號強度、發光波長等適當選擇使用APD(雪崩光電二極管)、PMT(光電子倍增管)等各種受光元件。進而，材料也可以選擇/使用各種半導體或由包括它們的各種化合物構成的已知的受光元件。圖20示出組合了以上的方法的(生體光計測)裝置2001的實施例。該裝置由包括PC的主體部2002和探測器部2003構成。主體部2002進行整個計測的設定/控制、記錄/保存、顯示等。探測器部2003固定于被驗者頭部2004，進行向被驗者頭部2004的光照射以及檢測。本發明的基于CDMA碼的光強度的調制以及受光信號的解調由主體部2002進行。但是，也可以通過電路結構等而使用探測器部2003來實施。該裝置2001具有如下功能通過對腦內的氧化血紅蛋白(OxHb)、脫氧化血紅蛋白(DeOxHb)的血液循環/血流動態進行計測，來計測出被驗者的腦活動的變化并進行顯示、記錄。在主體部2002中，可以針對每個照射位置設定照射信號的光強度、調制用碼，另夕卜，進行光信號的照射計測的開始/結束的控制。進而還具有如下的功能根據所計測出的數據，在時間軸方向上顯示出受光量的變化、據此計算出的OxHb、DeOxHb的血液循環/血流動態的時間變動、與其相伴的每個腦內部位的OxHb、DeOxHb的血液循環/血流動態的變動，并記錄到附屬的輔助記錄裝置(HDD、CD-ROM、MO等)中。另夕卜，具有進行計測數據的統計處理的功能，并具有向輔助記錄裝置記錄結果的功能。根據本發明，使主體部2002的電源成為小容量，從而實現了裝置小型化，并且實現了測定精度的提高。產業上的可利用性本發明提供一種電源負載變動比以往的使用了CDMA方式的生體光計測裝置小的裝置。由此，可以在有助于裝置的小型化的同時提高測定精度。伴隨小型化，對被驗體的拘束性也降低，不僅是醫療'福利、研究機構那樣的專門機構，還可以有效地利用于體育、娛樂、教育等廣泛的領域。權利要求1.一種生體光計測裝置，其特征在于，具有多個光照射部，分別具備碼生成部、產生利用上述碼生成部生成的碼進行了強度調制后的信號的調制部、以及利用來自上述光調制部的強度調制信號來閃爍的光源；光檢測部，對從上述多個光照射部具備的光源照射并通過了生體的內部的光進行檢測并作為電信號輸出；以及信號處理部，進行上述光檢測部的輸出信號與上述各碼的相關運算，上述碼是針對每個具有同一位周期的碼序列使阿達瑪碼進行了相同位的位移動后的碼，不同的碼生成部生成不同的碼。2.根據權利要求1所述的生體光計測裝置，其特征在于，阿達瑪碼與上述強調調制信號的相關是負邏輯。3.根據權利要求1所述的生體光計測裝置，其特征在于，各光照射部具備分別產生不同波長的光的多個光源。4.一種生體光計測裝置，其特征在于，具有多個光照射部，分別具備碼生成部、產生利用上述碼生成部生成的碼進行了強度調制后的信號的調制部、以及利用來自上述光調制部的強度調制信號來閃爍的光源；光檢測部，對從上述多個光照射部具備的光源照射并通過了生體的內部的光進行檢測并作為電信號輸出；以及信號處理部，進行上述光檢測部的輸出信號與上述各碼的相關運算，上述碼是使一個PN碼進行了位移動后的碼，不同的碼生成部生成不同的碼。5.根據權利要求4所述的生體光計測裝置，其特征在于，使用M序列作為上述PN碼。6.根據權利要求4所述的生體光計測裝置，其特征在于，使用Gold序列作為上述PN碼。7.根據權利要求4所述的生體光計測裝置，其特征在于，各光照射部具備分別產生不同波長的光的多個光源。全文摘要本發明提供一種生體光計測裝置，與以往相比可以減小光源驅動電流的峰值，與以往相比可以減小受光元件的受光電平的峰值，可以實現裝置的省電化，可以提高計測精度。作為碼，使用針對每個具有同一位周期的碼序列使阿達瑪碼進行了相同位的位移動后的碼，或者使一個PN碼進行了位移動后的碼。文檔編號A61B5/145GK101342079SQ20081013052公開日2009年1月14日申請日期2008年6月26日優先權日2007年7月11日發明者堀田忠宏,敦森洋和,木口雅史申請人:株式會社日立制作所