(57)【要約】【課題】測定用の光以外の光を受光しても精度良く測定を行う。【解決手段】制御部３０は、光源１０を消灯させ第１受光素子２０Ａを暗状態にした時に制御部３０に入力される信号と、光源１０を点灯させ第１受光素子２０Ａを暗状態にした時に制御部３０に入力される信号との差分の信号を記憶部３５に記憶する。次に制御部３０は、光源１０を点灯させ、第１受光素子２０Ａに到達する光の波長を第２受光素子２０Ｂに到達する光の波長と同じとした時に制御部３０に入力される信号を、記憶部３５に記憶した信号で補正し、補正された信号に基づいて脈拍や脈波の情報を生成する。【選択図】図２
2010181333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する光出力手段と、
前記光出力手段から出力されて前記被測定体を透過した光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達し、指示された波長の光を透過する第１濾光手段と、
前記光出力手段から出力されて前記被測定体を透過した散乱光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達し、定められた波長の光を透過する第２濾光手段と、
第１濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第１受光手段と、
第２濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第２受光手段と、
前記第１濾光手段へ波長を指示し、前記光出力手段を制御する制御手段と、
前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を得る差分抽出手段と、
前記光出力手段から光が出力されないように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第１信号を記憶部に記憶させ、
前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第２信号を前記記憶部に記憶させ、
前記記憶部に記憶された第１信号と第２信号の差分を表す第３信号を前記記憶部に記憶させる記憶部制御手段と、
前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長と同じ波長である時に前記差分抽出手段で得られる信号を、前記記憶部に記憶された第３信号で補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成部と
を有する測定装置。
【請求項２】
光を出力する光出力手段と、
前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達し、指示された波長の光を透過する第１濾光手段と、
前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した散乱光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達し、定められた波長の光を透過する第２濾光手段と、
第１濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第１受光手段と、
第２濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第２受光手段と、
前記第１濾光手段へ波長を指示し、前記光出力手段を制御する制御手段と、
前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を得る差分抽出手段と、
前記光出力手段から光が出力されないように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第１信号を記憶部に記憶させ、
前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第２信号を前記記憶部に記憶させ、
前記記憶部に記憶された第１信号と第２信号の差分を表す第３信号を前記記憶部に記憶させる記憶部制御手段と、
前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長と同じ波長である時に前記差分抽出手段で得られる信号を、前記記憶部に記憶された第３信号で補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成部と
を有する測定装置。
【請求項３】
予め定められた波長の光を透過する第３濾光手段を有し、
前記第２濾光手段が透過する光の波長と前記第３濾光手段が透過する光の波長は同じであり、
前記光出力手段から出力された光は前記第３濾光手段を透過して前記被測定体に出力されること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記光出力手段から出力される光は、複数の波長の光を含むことを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記第２濾光手段は、前記制御手段から指示された波長の光を透過することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測定装置。
【請求項６】
前記第３濾光手段は、前記制御手段から指示された波長の光を透過することを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
被測定体へ光を出力する光出力手段からの光の出力を停止する非出力ステップと、
前記光出力手段から出力されて前記被測定体を透過した光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達可能であり、指示された波長の光を透過する第１濾光手段に対し、予め定められた第１波長を指示する第１指示ステップと、
前記第１濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第１受光手段から出力された信号と、前記光出力手段から出力されて被測定体を透過した散乱光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達可能であり、前記光出力手段が出力する第２波長の光が透過する第２濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第１記憶ステップと、
前記光出力手段から光を出力させる出力ステップと、
前記出力ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第２記憶ステップと、
前記第１記憶ステップで記憶された信号と前記第２記憶ステップで記憶された信号との差分の信号を記憶する第３記憶ステップと、
第１濾光手段に対し、前記第２波長を指示する第２指示ステップと、
前記第２指示ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を、前記第３記憶ステップで記憶した信号で補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成ステップと
を有する測定方法。
【請求項８】
被測定体へ光を出力する光出力手段からの光の出力を停止する非出力ステップと、
前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達可能であり、指示された波長の光を透過する第１濾光手段に対し、予め定められた第１波長を指示する第１指示ステップと、
前記第１濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第１受光手段から出力された信号と、前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した散乱光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達可能であり、前記光出力手段が出力する第２波長の光が透過する第２濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第１記憶ステップと、
前記光出力手段から光を出力させる出力ステップと、
前記出力ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第２記憶ステップと、
前記第１記憶ステップで記憶された信号と前記第２記憶ステップで記憶された信号との差分の信号を記憶する第３記憶ステップと、
第１濾光手段に対し、前記第２波長を指示する第２指示ステップと、
前記第２指示ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を、前記第３記憶ステップで記憶した信号で補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成ステップと
を有する測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて測定を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定用の光を出力する光源から光を生体に照射し、生体中の血液で反射された光を受光素子で検出して血中酸素飽和度を測定する装置（例えば、特許文献１参照）や、生体中の血液で反射された光を受光素子で検出して脈波を測定する装置（例えば、特許文献２参照）がある。これらの装置によれば、生体で反射した光を検知するだけで生体の測定を行えるため、生体に非接触で生体を傷つけることなく測定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−９２３３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２７１８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、生体に光を照射して測定を行う場合、例えば、光源以外の照明器具から出力されて生体で反射した光や生体を透過した光など、測定用の光ではない光も生体に到達しうる。受光素子において測定用の光ではない光が検知されると、受光素子から出力される信号には測定用の光ではない光の成分も含まれることとなり、精度の良い測定が難しくなる。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、測定用の光以外の光を受光しても精度良く測定を行える技術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】
本発明に係る測定装置は、光を出力する光出力手段と、前記光出力手段から出力されて前記被測定体を透過した光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達し、指示された波長の光を透過する第１濾光手段と、前記光出力手段から出力されて前記被測定体を透過した散乱光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達し、定められた波長の光を透過する第２濾光手段と、第１濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第１受光手段と、第２濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第２受光手段と、前記第１濾光手段へ波長を指示し、前記光出力手段を制御する制御手段と、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を得る差分抽出手段と、前記光出力手段から光が出力されないように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第１信号を記憶部に記憶させ、前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第２信号を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された第１信号と第２信号の差分を表す第３信号を前記記憶部に記憶させる記憶部制御手段と、前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長と同じ波長である時に前記差分抽出手段で得られる信号を、前記記憶部に記憶された第３信号で補正する補正手段と、前記補正手段で補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成部とを有する。
本発明によれば、外来光や散乱光の影響を受けず、精度良く測定を行うことができる。
【０００７】
また、本発明に係る測定装置は、光を出力する光出力手段と、前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達し、指示された波長の光を透過する第１濾光手段と、前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した散乱光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達し、定められた波長の光を透過する第２濾光手段と、第１濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第１受光手段と、第２濾光手段を透過した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する第２受光手段と、前記第１濾光手段へ波長を指示し、前記光出力手段を制御する制御手段と、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を得る差分抽出手段と、前記光出力手段から光が出力されないように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第１信号を記憶部に記憶させ、前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長より長い波長である時に前記差分抽出手段で得られる第２信号を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された第１信号と第２信号の差分を表す第３信号を前記記憶部に記憶させる記憶部制御手段と、前記光出力手段から光が出力されるように前記制御手段が前記光出力手段を制御し、前記制御手段が前記第１濾光手段へ指示した波長が前記第２濾光手段を透過する光の波長と同じ波長である時に前記差分抽出手段で得られる信号を、前記記憶部に記憶された第３信号で補正する補正手段と、前記補正手段で補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成部とを有する。
本発明によれば、外来光や散乱光の影響を受けず、精度良く測定を行うことができる。
【０００８】
本発明において、予め定められた波長の光を透過する第３濾光手段を有し、前記第２濾光手段が透過する光の波長と前記第３濾光手段が透過する光の波長は同じであり、前記光出力手段から出力された光は前記第３濾光手段を透過して前記被測定体に出力されてもよい。
この構成によれば、単一の波長の光が被測定体に出力されるので、精度良く測定を行うことができる。
【０００９】
また、本発明において、前記光出力手段から出力される光は、複数の波長の光を含んでいてもよい。
この構成によれば、複数の波長の光の中から被測定体に出力する光を選ぶことができる。
【００１０】
また、本発明において、前記第２濾光手段は、前記制御手段から指示された波長の光を透過する構成であってもよい。
この構成によれば、被測定体に応じて測定に使用する光の波長を選択できる。
【００１１】
また、本発明において、前記第３濾光手段は、前記制御手段から指示された波長の光を透過する構成であってもよい。
この構成によれば、被測定体に応じて測定に使用する光の波長を選択できる。
【００１２】
また、本発明に係る測定方法は、被測定体へ光を出力する光出力手段からの光の出力を停止する非出力ステップと、前記光出力手段から出力されて前記被測定体を透過した光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達可能であり、指示された波長の光を透過する第１濾光手段に対し、予め定められた第１波長を指示する第１指示ステップと、前記第１濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第１受光手段から出力された信号と、前記光出力手段から出力されて被測定体を透過した散乱光と、前記被測定体を透過した外来光とが到達可能であり、前記光出力手段が出力する第２波長の光が透過する第２濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第１記憶ステップと、前記光出力手段から光を出力させる出力ステップと、前記出力ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第２記憶ステップと、前記第１記憶ステップで記憶された信号と前記第２記憶ステップで記憶された信号との差分の信号を記憶する第３記憶ステップと、第１濾光手段に対し、前記第２波長を指示する第２指示ステップと、前記第２指示ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を、前記第３記憶ステップで記憶した信号で補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成ステップとを有する。
本発明によれば、外来光や散乱光の影響を受けず、精度良く測定を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る測定方法は、被測定体へ光を出力する光出力手段からの光の出力を停止する非出力ステップと、前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達可能であり、指示された波長の光を透過する第１濾光手段に対し、予め定められた第１波長を指示する第１指示ステップと、前記第１濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第１受光手段から出力された信号と、前記光出力手段から出力されて前記被測定体で反射した散乱光と、前記被測定体で反射した外来光とが到達可能であり、前記光出力手段が出力する第２波長の光が透過する第２濾光手段を透過した光に応じた信号を出力する第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第１記憶ステップと、前記光出力手段から光を出力させる出力ステップと、前記出力ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を記憶する第２記憶ステップと、前記第１記憶ステップで記憶された信号と前記第２記憶ステップで記憶された信号との差分の信号を記憶する第３記憶ステップと、第１濾光手段に対し、前記第２波長を指示する第２指示ステップと、前記第２指示ステップの後のステップであり、前記第１受光手段から出力された信号と、前記第２受光手段から出力された信号との差分の信号を、前記第３記憶ステップで記憶した信号で補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された信号から前記被測定体の情報を生成する情報生成ステップとを有する。
本発明によれば、外来光や散乱光の影響を受けず、精度良く測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る測定装置１のハードウェア構成のブロック図。
【図２】光源１０と検出部２０の電気的構成を示した図。
【図３】第１フィルタ２１Ａ（第２フィルタ２１Ｂ）の構成を示した断面図。
【図４】制御部３０が行う処理の流れを示したフローチャート。
【図５】本発明の変形例に係る測定装置１の電気的構成を示した図。
【図６】本発明の変形例に係る測定装置１の電気的構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態］
（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置１の構成を示したブロック図である。測定装置１は、生体（被測定体）の脈拍や脈波を測定する装置であり、光源１０、検出部２０、制御部３０、記憶部３５、表示部４０および操作部５０を備えている。
【００１６】
光源１０は、光を出力する発光ダイオードを備えており、発光ダイオードの光を生体へ照射する。
検出部２０は、光を電気信号に変換する受光素子を備えており、生体を透過した光を受光素子で受光し、受光した光に対応した信号を出力する。
制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポートおよび出力ポートを備えた、所謂マイクロコンピュータである。制御部３０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作し、光源１０及び検出部２０の制御を行う。また、制御部３０は、検出部２０から出力された信号を解析して生体の脈拍や脈波を測定し、表示部４０を制御して測定結果を表示部４０に表示させる。
記憶部３５は、不揮発性メモリであり制御部３０に接続されている。記憶部３５は、制御部３０の制御の下、検出部２０から出力された信号を記憶する。
表示部４０は、液晶ディスプレイ装置を備えており、制御部３０が測定した結果を表示する。なお、本実施形態においては、表示部４０は液晶ディスプレイ装置で測定結果の表示を行うが、表示を行うのは液晶ディスプレイ装置に限定されず、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を用いた表示装置など、他の表示装置であってもよい。
操作部５０は制御部３０に接続されており、測定装置１を操作するための操作子を備えている。制御部３０は操作子に行われた操作を監視し、行われた操作に応じて光源１０や検出部２０の制御、測定結果の表示を行う。
【００１７】
（電気的構成）
図２は、光源１０と検出部２０の電気的構成を示した図である。
本実施形態においては、光源１０は、予め定められた単一波長の光を出力する発光ダイオードであり、光源１０が出力する光の波長λは近赤外の領域内（７００［ｎｍ］〜１２００［ｎｍ］）となっている。光源１０には電源に接続されたスイッチ１１が接続されており、このスイッチ１１は、制御部３０からの信号Ｓ１によって開／閉が切り替えられ、光源１０を点灯または消灯させる。
【００１８】
第１受光素子２０Ａ（第１受光手段）と第２受光素子２０Ｂ（第２受光手段）は、受光した光に応じて電流が流れるフォトダイオードである。第１受光素子２０Ａと第２受光素子２０Ｂは、共に逆バイアスが掛けられており、アノードが減算回路２４に接続されている。
【００１９】
第１フィルタ２１Ａと第２フィルタ２１Ｂは、決められた波長の光を透過するフィルタ（濾光手段）であり、第１フィルタ２１Ａは第１受光素子２０Ａの受光部分に配置され、第２フィルタ２１Ｂは第２受光素子２０Ｂの受光部分に配置されている。
なお、第１フィルタ２１Ａと第２フィルタ２１Ｂは、透過する光の波長が外部からの制御により変化するフィルタである。本実施形態においては、このようなフィルタとして、例えば特開２００５−２４８２５号公報に記載されているように、印加された電圧に応じて透過する光の波長が変化する可変フィルタを採用している。
【００２０】
図３は、この第１フィルタ２１Ａの断面を示した図である。なお、第２フィルタ２１Ｂの構成も、図３に示した構成と同じ構成となっている。
第１基板６１はガラス基板であり、第２基板はＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板であって、第１基板６１と第２基板６２は陽極接合にて接合されている。第１基板６１は、深さＨの凹部６３を備えており、凹部の底面６４は平坦かつ平滑な面となっている。また、凹部の底面６４にはＳｉＯ2の膜とＴａ2Ｏ5の膜を交互に積層した反射膜６６が形成されており、第１基板６１において底面６４と反対側には、ＳｉＯ2の膜とＴａ2Ｏ5の膜を交互に積層した反射防止膜６７が形成されている。
【００２１】
次に第２基板６２は、支持基板６５と、絶縁層（例えば、ＳｉＯ2の膜）８２と、Ｓｉの活性層８３を積層した構造となっており、活性層８３には、反射膜６６に対向した反射膜６９と、反射防止膜７０を備えた可動部６８と、ヒンジ部７１が形成されている。なお、反射膜６９は、反射膜６６と同じ構成であり、反射防止膜７０は、反射防止膜６７と同じ構成である。
また、ヒンジ部７１は、可動部６８を支持するものであり、ばね性を有する。また、第２基板６２には、貫通孔７４と静電ギャップＥＧが設けられている。そして、第２基板６２は、活性層８３が第１基板６１に接合され、反射膜６６と反射膜６９との間に光学的ギャップＯＧが形成されている。なお、光学的ギャップＯＧの距離Ｈは、ファブリペロー干渉計の干渉条件の式により設定される。
【００２２】
第１フィルタ２１Ａに直流電源９０を接続し、この直流電源９０を制御部３０からの信号で制御して可動部６８と支持基板６５との間に電圧を印加すると、可動部６８はプラスに帯電し、支持基板７０はマイナスに帯電するため、両者間に静電引力が発生し、可動部６８は支持基板７０側に引き寄せられ、ばね性を有するヒンジ部７１が撓み、可動部６８は水平状態を維持したまま平行に変位する。なお、この可動部６８の位置は、制御部３０から直流電源９０を制御し、印加する電圧を変化させることにより変更することができる。
ここで、光が貫通孔７４から可動部６８に垂直に入射すると、入射された光は可動部６８を透過し、反射膜６６と反射膜６９の間の空間で反射を繰り返す。ここで、距離Ｈから定まる干渉条件を満たす波長の光だけが第１基板６１を透過する。
第１フィルタ２１Ａは、印加する電圧を変化させれば距離Ｈが変化し、これに伴って干渉条件も変化するため、印加する電圧を制御することにより、透過する光の波長を変更することができる。
【００２３】
減算回路２４（差分抽出手段）は、オペアンプを用いた減算回路である。減算回路２４は、第２受光素子２０Ｂからの信号を、第１受光素子２０Ａからの信号から減算し、減算により得られた信号を増幅回路２２へ出力する。
増幅回路２２は、オペアンプを用いた反転増幅回路を備えており、減算回路２４から入力される信号を増幅してＡ／Ｄコンバータ２３へ出力する。
【００２４】
制御部３０に接続されているＡ／Ｄコンバータ２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路を備えており、オペアンプＯＰの出力端子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を制御部３０へ出力する。
【００２５】
（実施形態の動作）
次に、測定装置１の動作について説明する。
まず、図示せぬ電源から電力が測定装置１の各部へ供給されると、制御部３０においては、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムが起動される。制御プログラムが起動された後、操作部５０において脈拍と脈波の測定開始を指示する操作が行われると、制御部３０から出力された信号Ｓ１によってスイッチ１１が開にされ（図４：ステップＳ１）、電源から光源１０へ電流が流れないため光源１０が消灯する。
【００２６】
次に、制御部３０は、第１フィルタ２１Ａに接続された直流電源９０を信号Ｓ２で制御することにより直流電源９０から第１フィルタ２１Ａに印加される電圧を制御し、第１フィルタ２１Ａを透過する光の波長を１５００［ｎｍ］とする（ステップＳ２）。近赤外（７００［ｎｍ］〜１２００［ｎｍ］）よりも長い波長の光は、生体１００内の水により吸収されるため、波長が１５００［ｎｍ］以上の光は、生体１００を透過するのが難しく、第１フィルタ２１Ａに到達しない。また、第１フィルタ２１Ａにおいては波長が１５００［ｎｍ］未満の光が到達するものの、これらの光は第１フィルタ２１Ａで遮断されるため、第１受光素子２０Ａの受光部分は光が到達しない暗状態となる。
【００２７】
次に制御部３０は、第２フィルタ２１Ｂに接続された直流電源９０を信号Ｓ３で制御することにより直流電源９０から第２フィルタ２１Ｂに印加される電圧を制御し、第２フィルタ２１Ｂを透過する光の波長を光源１０が出力する光の波長λとする（ステップＳ３）。ここで、照明機器の光や太陽光など（以下、これらの光を外来光と称する）、光源１０から出力された光ではない光β（即ち無限遠点からの光）が生体１００に到達すると、波長が１５００［ｎｍ］以上の光は生体１００を透過せず、近赤外の領域の波長の光が生体１００を透過し、透過した光β２は第１フィルタ２１Ａに到達し、透過した光β１は第２フィルタ２１Ｂに到達する。
【００２８】
第１フィルタ２１Ａにおいては、透過する光の波長が１５００［ｎｍ］となっており、光β２は第１フィルタ２１を透過しないため、第１受光素子２０Ａにおいては光β２によって電流が流れることがない。一方、第２フィルタ２１Ｂにおいては、光β１に含まれている波長λの光が第２フィルタ２１Ｂを透過する。そして、この透過した光が第２受光素子２０Ｂに到達すると、透過した光β１に応じた電流Ｉβ１が第２受光素子２０Ｂに流れる。
【００２９】
そして、第１受光素子２０Ａからの信号と第２受光素子２０Ｂからの信号は、減算回路２４に入力される。減算回路２４においては、第１受光素子２０Ａの信号から、第２受光素子２０Ｂの信号が減算される。そして、この減算により得られた信号は増幅回路２２において増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ２３によって、デジタル信号に変換され、このデジタル信号は制御部３０へ入力される。制御部３０に入力されるデジタル信号は、外来光による光β１に対応したもの、つまり、光源１０から出力されて生体１００を透過した光とは異なる光に対応したものであり、脈拍や脈波を測定する際にノイズとなる信号である。制御部３０は、入力されるデジタル信号を第１のノイズ信号として記憶部３５に記憶する（ステップＳ４）。
【００３０】
次に、制御部３０は、スイッチ１１を閉にする信号Ｓ１を出力する（ステップＳ５）。すると、スイッチ１１が閉じて光源１０へ電流が流れ、光源１０が点灯して生体１００へ波長λの光αが照射される。
光αのうち、生体１００を透過した光α１は第１フィルタ２１Ａに到達し、光源１０から出力されて生体１００を透過した散乱光α２は第２フィルタ２１Ｂに到達する。また、ここで外来光である光βが生体１００に到達すると、この無限遠点からの光βのうち、生体１００を透過した光β２は第１フィルタ２１Ａに到達し、透過した光β１は第２フィルタ２１Ｂに到達する。
【００３１】
第１フィルタ２１Ａにおいては、透過する光の波長が１５００［ｎｍ］となっており、光α１と光β２は第１フィルタ２１を透過しないため、第１受光素子２０Ａにおいては光α１とβ２によって電流が流れることがない。一方、第２フィルタ２１Ｂにおいては、散乱光α２に含まれている波長λの光が透過すると共に、光β１に含まれている波長λの光が透過する。そして、この透過した光が第２受光素子２０Ｂに到達すると、透過した光に応じた電流が第２受光素子２０Ｂに流れる。
【００３２】
ここで、減算回路２４においては、第１受光素子２０Ａの信号から、第２受光素子２０Ｂの信号が減算される。そして、この減算により得られた信号は増幅回路２２において増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ２３によって、デジタル信号に変換され、このデジタル信号は制御部３０へ入力される。制御部３０に入力されるデジタル信号は、散乱光α２と光β１に対応したもの、つまり、脈拍や脈波を測定する際にノイズとなる信号である。制御部３０は、入力されるデジタル信号を第２のノイズ信号として記憶部３５に記憶する（ステップＳ６）。
【００３３】
次に制御部３０は、記憶部３５に記憶された第１のノイズ信号と、記憶部３５に記憶された第２のノイズ信号との間で減算処理を行う（ステップＳ７）。ここで、第１のノイズ信号は光β１の成分を含むものであり、第２のノイズ信号は散乱光α２と光β１の成分を含むものであるため、第２のノイズ信号から第１のノイズ信号を減算する処理を行うと、ノイズ信号における光α２の成分を得ることができる。制御部３０は、演算により散乱光α２の成分を得ると、この散乱光α２の成分を表す第３のノイズ信号を記憶部３５に記憶する（ステップＳ８）。
【００３４】
次に制御部３０は、生体１００の測定を開始する。まず、制御部３０は、第１フィルタ２１Ａに接続された直流電源９０を信号Ｓ２で制御することにより直流電源９０から第１フィルタ２１Ａに印加される電圧を制御し、第１フィルタ２１Ａを透過する光の波長を、光源１０が出力する光の波長λとする（ステップＳ９）。
【００３５】
ここで、光αのうち生体１００を透過した光α１は第１フィルタ２１Ａに到達し、光αのうち生体１００を透過した散乱光α２は第２フィルタ２１Ｂに到達している。また、外来光である無限遠点からの光βのうち生体１００を透過した光β２は第１フィルタ２１Ａに到達し、光β１は第２フィルタ２１Ｂに到達している。
【００３６】
第１フィルタ２１Ａにおいては、光α１に含まれている波長λの光が透過すると共に、光β２に含まれている波長λの光が透過する。そして、この透過した光が第１受光素子２０Ａに到達すると、透過した光に応じた電流Ｉａが第１受光素子２０Ａに流れる。ここで、電流Ｉａは、光α１によって流れる電流Ｉα１の成分と、光β２によって流れる電流Ｉβ２の成分を含む。
また、第２フィルタ２１Ｂにおいては、散乱光α２に含まれている波長λの光が透過すると共に、光β１に含まれている波長λの光が透過する。そして、この透過した光が第２受光素子２０Ｂに到達すると、透過した光に応じた電流Ｉｂが第２受光素子２０Ｂに流れる。ここで、電流Ｉｂは、光α２によって流れる電流Ｉα２の成分と、光β１によって流れる電流Ｉβ１の成分を含む。
【００３７】
ここで減算回路２４から増幅回路２２へ出力される信号は、第１受光素子２０Ａに流れる電流Ｉａと第２受光素子２０Ｂに流れる電流Ｉｂの差分となり、この信号は、増幅回路２２において増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ２３によって、デジタル信号に変換され、このデジタル信号は制御部３０へ入力される。
なお、第１受光素子２０Ａに到達する光β２と第２受光素子２０Ｂに到達する光β１は、無限遠点からの光であり同じ光と近似できるため、増幅回路２２へ流れる信号は、電流Ｉα１と電流Ｉα２との差分になる。
【００３８】
そして制御部３０は、Ａ／Ｄコンバータ２３からデジタル信号が入力されると、記憶部３５から散乱光α２の成分を表す第３のノイズ信号を読み出し、入力されたデジタル信号における散乱光α２の影響を補正するため、Ａ／Ｄコンバータ２３から入力されているデジタル信号を第３のノイズ信号を用いて補正する処理を行う（ステップＳ１０）。
そして、制御部３０は、この補正処理により得られたデジタル信号を解析して脈拍や脈波の波形を得た後、表示部４０を制御して脈拍や脈波の波形を表示する（ステップＳ１１）。つまり、制御部３０は、生体に関する情報を生成する情報生成部として機能する。
【００３９】
本実施形態においては、増幅回路２２で増幅される信号においては光βによる成分は除かれ、制御部３０においては、散乱光α２の影響が補正されるため、制御部３０で得られる脈波の波形は、精度良く脈波の波形を表すこととなる。
【００４０】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００４１】
上述した実施形態においては、光源１０は単一波長の光を出力する発光ダイオードであるが、所謂白色の発光ダイオードなど、複数の波長の光を出力する発光ダイオードであってもよい。この場合、光源１０と生体１００との間に第１フィルタ２１Ａおよび第２フィルタ２１Ｂと同じ第３フィルタ（第３濾光手段）を配置し、制御部３０から第３フィルタを制御して定められた波長の光のみが生体１００に照射されるようにしてもよい。この構成によれば、単一の波長の光が生体に照射され、精度良く測定を行うことができる。
また、上述した実施形態においては、光源１０は発光ダイオードとなっているが、レーザー光を出力するレーザー素子であってもよい。
【００４２】
上述した測定装置１は、生体１００を透過した光を検出する透過型の測定装置であるが、図５に示したように、光源１０から生体１００に照射されて生体１００の血管内で反射した光を検出する構成であってもよい。
【００４３】
図６に示したように、第１受光素子２０Ａと第２受光素子２０Ｂとを直列に接続し、第１受光素子と第２受光素子との間に流れる信号を増幅回路２２で増幅してもよい。
【００４４】
上述した実施形態においては、第１フィルタ２１Ａが透過する光の波長はステップＳ２にて１５００［ｎｍ］に設定されているが、上述した近赤外の領域以上の波長であれば１５００［ｎｍ］に限定されず、他の波長であってもよい。
【００４５】
上述した実施形態においては、第２フィルタ２１Ｂは透過する光の波長を変更可能となっているが、光源１０から出力される光と同じ波長の光を透過するフィルタであれば、光の波長を変更可能なフィルタでなくてもよい。
【００４６】
本発明においては、第１受光素子２０Ａから出力された信号を増幅してＡ／Ｄ変換すると共に、第２受光素子２０Ｂから出力された信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、これらの信号を制御部３０へ入力し、制御部３０において、減算回路２４と同様の減算処理を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・測定装置、１０・・・光源、１１・・・スイッチ、２０Ａ・・・第１受光素子、２０Ｂ・・・第２受光素子、２１Ａ・・・第１フィルタ、２１Ｂ・・・第２フィルタ、２２・・・増幅回路、２３・・・Ａ／Ｄコンバータ、２４・・・減算回路、３０・・・制御部、３５・・・記憶部、４０・・・表示部、５０・・・操作部、１００・・・生体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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