(57)【要約】【課題】生体情報をより正確に分析することを可能にするための技術を提供する。【解決手段】生体情報分析装置１００は、撮像装置２と、分析部３と、入力部４と、表示部５とを有する。撮像装置２は、分析対象１に対して照明光を照射して、その分析対象１を撮像する。分析対象１は、生体から摘出された生体組織でもよく、生体内の組織でもよい。光源装置１０は、レーザ光源１１と、ドライバ１２と、温度調整部１３と、ドライバ１２および温度調整部１３を制御する光源制御部１４とを含む。レーザ光源１１として緑色半導体レーザを用いる。半導体レーザの動作温度を変化させることで、レーザ光の波長を容易に変更できる。これにより、生体情報の分析の精度を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の光が照射された前記生体組織を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された前記生体組織の画像から生体情報を取得して、前記生体情報を分析する分析部とを備える、生体情報分析装置。
【請求項２】
前記第１の光源は、緑色の波長領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む、請求項１に記載の生体情報分析装置。
【請求項３】
前記半導体レーザは、
半極性面を主面として有する窒化ガリウム基板と、
前記窒化ガリウム基板の前記主面に形成された発光素子とを有する、請求項２に記載の生体情報分析装置。
【請求項４】
前記半極性面は、極性面に対して６３度以上８０度以下の範囲内にある角度で傾斜した面である、請求項３に記載の生体情報分析装置。
【請求項５】
前記第１の光源の温度を変化させて前記第１の光の波長を変化させる波長制御部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体情報分析装置。
【請求項６】
前記第１の光源は、前記第１の光の波長を、第１の波長と第２の波長とに設定し、
前記撮像部は、前記生体組織の前記画像として、前記第１の波長による第１の画像と、前記第２の波長による第２の画像とを取得し、
前記分析部は、前記第１および第２の画像に基づいて、前記生体情報として血液の酸素飽和度を取得する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体情報分析装置。
【請求項７】
前記第１の光の波長領域と同一の波長領域にあり、かつ前記第１の光の第１の波長と異なる、第２の波長を持つ第２の光を発する第２の光源をさらに備え、
前記撮像部は、前記生体組織の前記画像として、前記第１の波長による第１の画像と、前記第２の波長による第２の画像とを取得し、
前記分析部は、前記第１および第２の画像に基づいて、前記生体情報として血液の酸素飽和度を取得する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体情報分析装置。
【請求項８】
前記分析部は、前記酸素飽和度を分析して、前記生体組織内の病変部の有無を診断する、請求項６または７に記載の生体情報分析装置。
【請求項９】
前記分析部は、前記酸素飽和度を分析して、前記生体組織内の病変部の位置を診断する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の生体情報分析装置。
【請求項１０】
前記第１の光の波長領域と異なる波長領域の波長を持つ第３の光を発する第３の光源をさらに備え、
前記撮像部は、前記第１および第２の画像に加えて、前記第３の光が照射された前記生体組織の第３の画像を取得し、
前記分析部は、前記第１から第３の画像に基づいて、前記生体組織内の病変部の深さを診断する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の生体情報分析装置。
【請求項１１】
生体情報を分析するための装置のための撮像装置であって、
生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ第１の光を発する第１の光源と、
前記第１の光が照射された前記生体組織を撮像して、前記生体情報の分析のための画像を取得する撮像部とを備える、撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の光源は、緑色の波長領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の光源の温度を変化させて前記第１の光の波長を変化させる波長制御部をさらに備える、請求項１１または１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の光の波長領域と同一の波長領域にあり、前記第１の光の第１の波長と異なる、第２の波長を持つ第２の光を発する第２の光源をさらに備える、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１の光の波長領域と異なる波長領域の波長を持つ第３の光を発する第３の光源をさらに備える、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
生体情報を分析するための装置のための光源装置であって、
生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ第１の光を前記生体組織に照射する第１の光源と、
前記第１の光源の温度を変化させて前記第１の光の波長を変化させる波長制御部とを備える、光源装置。
【請求項１７】
前記第１の光源は、緑色の波長領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む、請求項１６に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記第１の光の波長領域と同一の波長領域にあり、前記第１の光の第１の波長と異なる、第２の波長を持つ第２の光を発する第２の光源をさらに備える、請求項１６または１７に記載の光源装置。
【請求項１９】
前記第１の光の波長領域と異なる波長領域の波長を持つ第３の光を前記生体組織に照射する第３の光源をさらに備える、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項２０】
光源と撮像部と分析部とを備えた生体情報分析装置の動作方法であって、
生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ光を発する前記光源を用いて、前記生体組織に前記光を照射するステップと、
前記撮像部によって、前記光が照射された前記生体組織を撮像するステップと、
前記分析部によって、前記画像から生体情報を取得して前記生体情報を分析するステップとを備える、生体情報分析装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織の光学的性質を利用した、生体情報の分析に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体情報として、血液あるいは血管に関する情報が注目されている。したがって、血液情報あるいは血管情報を取得するための技術がこれまでに提案されている。
【０００３】
たとえば特開平１１−２８７８０６号公報（特許文献１）は、血液中の色素タンパク質の濃度を測定するための血液検査計を開示する。この検査計は、暗箱内に設けられた光源と、光源と対向して暗箱内に設けられた受光部と、受光部で受光した光強度を表示する表示部とを備える。光源は、紫外から緑色の帯域における所定波長の測定光を発する半導体素子を有する。所定波長は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）の吸収極大波長あるいは酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ2）の吸収極大波長の中から選択される。
【０００４】
特開２００８−１４２２９６号公報（特許文献２）は、非侵襲型の血管情報分析装置、および生活習慣病因子検査方法を開示する。分析装置は、第１及び第２の単波長の光をそれぞれ照射する第１及び第２の光源と、それらの光源から順に照射された光を集光して出射端から順次検査部位へ照射する光結合部と、この反射光を受光して検査部位を撮像する撮像部と、第１及び第２の光で撮像した画像情報の強度比を測定して血管情報分析を行なう制御部とを備える。第１の単波長は、Ｈｂの光吸収とＨｂＯ2の光吸収とが同程度になる波長（たとえば５４５ｎｍ，５７０ｎｍ，５８４ｎｍ）に設定される。第２の単波長は、Ｈｂの光吸収とＨｂＯ2の光吸収とが異なる波長（たとえば５３９ｎｍ，５４８ｎｍ，５７７ｎｍ）に設定される。
【０００５】
特開２０１１−１０９９８号公報（特許文献３）は、内視鏡用の照明装置および内視鏡装置を開示する。照明装置は、波長の異なる光を発する複数の光源を備える。１つの光源の波長は、Ｈｂの光吸収とＨｂＯ2の光吸収とが同程度になる波長（たとえば５１５ｎｍ）に設定される。別の光源の波長は、Ｈｂの光吸収とＨｂＯ2の光吸収とが異なる波長（たとえば６３０ｎｍ）に設定される。各光源からの光が照明光として用いられることで被観察領域が撮像される。得られた画像の輝度に基づいて酸素濃度指標が求められる。
【０００６】
特表２００４−５２１０１０５号公報（特許文献４）は、ＨｂＯ2およびＨｂの近赤外における吸収係数の違いに基づいて、組織の酸素投与状態を検出する装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８７８０６号公報
【特許文献２】特開２００８−１４２２９６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０９９８号公報
【特許文献４】特表２００４−５２０１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光源の波長を適切に選択しなければ、生体情報を正確に分析することが難しい。たとえば、Ｈｂ，ＨｂＯ2の吸収係数は、波長６３０ｎｍの光、あるいは近赤外光に対して小さい。Ｈｂ，ＨｂＯ2の吸収係数自体が小さくなる波長領域の光を用いた場合には、Ｈｂ，ＨｂＯ2の吸収係数の差も小さくなる。
【０００９】
さらに、Ｈｂ，ＨｂＯ2の吸収係数の波長依存性は、体調などの状態差あるいは個人差によって異なりうる。このことも生体情報をより正確に分析することにとっての課題となりえる。
【００１０】
白色光源から光学フィルタによって任意の波長を選択する技術も存在する。しかしながら、選択波長のスペクトル幅が広い、あるいは、強度が低いといった理由により、当該技術を生体情報の正確な分析に使用するには不適切である。
【００１１】
したがって、生体情報をより正確に分析することに対するニーズが常に存在する。本発明の目的は、生体情報をより正確に分析することを可能にするための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある局面において、生体情報分析装置は、生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ第１の光を発する第１の光源と、第１の光が照射された生体組織を撮像する撮像部と、撮像部によって取得された生体組織の画像から生体情報を取得して、生体情報を分析する分析部とを備える。
【００１３】
好ましくは、第１の光源は、緑色の波長領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む。
【００１４】
好ましくは、半導体レーザは、半極性面を主面として有する窒化ガリウム基板と、窒化ガリウム基板の主面に形成された発光素子とを有する。
【００１５】
好ましくは、半極性面は、極性面に対して６３度以上８０度以下の範囲内にある角度で傾斜した面である。
【００１６】
好ましくは、生体情報分析装置は、第１の光源の温度を変化させて第１の光の波長を変化させる波長制御部をさらに備える。
【００１７】
好ましくは、第１の光源は、第１の光の波長を、第１の波長と第２の波長とに設定する。撮像部は、生体組織の画像として、第１の波長による第１の画像と、第２の波長による第２の画像とを取得する。分析部は、第１および第２の画像に基づいて、生体情報として血液の酸素飽和度を取得する。
【００１８】
好ましくは、生体情報分析装置は、第１の光の波長領域と同一の波長領域にあり、かつ第１の光の第１の波長と異なる、第２の波長を持つ第２の光を発する第２の光源をさらに備える。撮像部は、生体組織の画像として、第１の波長による第１の画像と、第２の波長による第２の画像とを取得する。分析部は、第１および第２の画像に基づいて、生体情報として血液の酸素飽和度を取得する。
【００１９】
好ましくは、分析部は、酸素飽和度を分析して、生体組織内の病変部の有無を診断する。
【００２０】
好ましくは、分析部は、酸素飽和度を分析して、生体組織内の病変部の位置を診断する。
【００２１】
好ましくは、生体情報分析装置は、第１の光の波長領域と異なる波長領域の波長を持つ第３の光を発する第３の光源をさらに備える。撮像部は、第１および第２の画像に加えて、第３の光が照射された生体組織の第３の画像を取得する。分析部は、第１から第３の画像に基づいて、生体組織内の病変部の深さを診断する。
【００２２】
本発明の他の局面において、生体情報を分析するための装置のための撮像装置が提供される。撮像装置は、生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ第１の光を発する第１の光源と、第１の光が照射された生体組織を撮像して、生体情報の分析のための画像を取得する撮像部とを備える。
【００２３】
好ましくは、第１の光源は、緑色の波長領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む。
【００２４】
好ましくは、第１の光源の温度を変化させて第１の光の波長を変化させる波長制御部をさらに備える。
【００２５】
好ましくは、撮像装置は、第１の光の波長領域と同一の波長領域にあり、かつ第１の光の第１の波長と異なる、第２の波長を持つ第２の光を発する第２の光源をさらに備える。
【００２６】
好ましくは、撮像装置は、第１の光の波長領域と異なる波長領域の波長を持つ第３の光を発する第３の光源をさらに備える。
【００２７】
本発明のさらに他の局面において、生体情報を分析するための装置のための光源装置が提供される。光源装置は、生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ第１の光を生体組織に照射する第１の光源と、第１の光源の温度を変化させて第１の光の波長を変化させる波長制御部とを備える。
【００２８】
好ましくは、第１の光源は、緑色の波長領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む。
【００２９】
好ましくは、光源装置は、第１の光の波長領域と同一の波長領域にあり、かつ第１の光の第１の波長と異なる、第２の波長を持つ第２の光を発する第２の光源をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、光源装置は、第１の光の波長領域と異なる波長領域の波長を持つ第３の光を生体組織に照射する第３の光源をさらに備える。
【００３１】
本発明のさらに他の局面において、光源と撮像部と分析部とを備えた生体情報分析装置の動作方法が提供される。動作方法は、生体組織の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ光を発する光源を用いて、生体組織に光を照射するステップと、撮像部によって、光が照射された生体組織を撮像するステップと、分析部によって、画像から生体情報を取得して生体情報を分析するステップとを備える。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、生体情報をより正確に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態に従う生体情報分析装置の構成を概略的に示した図である。
【図２】本実施の形態に係る半導体レーザの構造を概略的に示す図である。
【図３】本実施の形態に係る分析装置に適用可能な半導体レーザの構造の一例を示した図である。
【図４】屈折率導波型半導体レーザの模式的な構造図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置に用いられる半導体レーザの発振波長の温度依存性の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る分析方法の処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲における、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ2）の一般的な吸収スペクトルを示した図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置のさらに別の構成を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置のさらに別の構成を示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置のさらに別の構成を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置による病変組織の有無の診断を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態に従う生体情報分析装置の構成を概略的に示した図である。図１を参照して、本発明の一実施の形態に従う生体情報分析装置１００は、撮像装置２と、分析部３と、入力部４と、表示部５とを有する。
【００３６】
撮像装置２は、分析対象１に対して照明光を照射して、その分析対象１を撮像する。後に詳細に説明するように、分析対象１は、生体組織である。分析対象１は、生体から摘出された生体組織でもよく、生体内の組織でもよい。
【００３７】
光源装置１０は、レーザ光源１１と、ドライバ１２と、温度調整部１３と、ドライバ１２および温度調整部１３を制御する光源制御部１４とを含む。
【００３８】
レーザ光源１１は、分析対象１の異なる光学特性を検出するための可変の波長を持つ光を発する光源である。本発明の実施の形態では、緑色半導体レーザをレーザ光源１１として用いる。緑色とは、たとえば４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長範囲であると定義される。
【００３９】
ドライバ１２は、電流をレーザ光源１１に供給してレーザ光源１１を駆動する。温度調整部１３は、レーザ光源１１から出力される照明光の波長が所望の波長となるようにレーザ光源１１の動作温度を調整する。一般的に半導体レーザの波長は温度に応じて変化する。この実施の形態では、温度調整部１３が半導体レーザの動作温度を変化させて、半導体レーザの発振波長を変化させる。すなわち温度調整部１３は、半導体レーザの発振波長を制御する波長制御部として機能する。
【００４０】
光源制御部１４は、分析部３から、半導体レーザの発振波長に関する指示を受ける。光源制御部１４は、半導体レーザの発振波長と動作温度との関係を予め記憶する。光源制御部１４は、ドライバ１２を制御してレーザ光源１１を駆動させるとともに発振波長と動作温度との関係に基づいて温度調整部１３を制御する。温度調整部１３は、指定された動作温度となるようにレーザ光源１１の動作温度を調整する。これにより、分析部３によって指定された発振波長を有するレーザ光がレーザ光源１１から発せられる。なお、分析部３が発振波長と動作温度との関係を記憶するとともに、光源制御部１４に対して半導体レーザの動作温度を指示してもよい。
【００４１】
撮像装置２は、光源装置１０と、撮像部１５と、レンズ１６とを含む。光源装置１０は、レーザ光を分析対象１に照射する。このレーザ光によって分析対象１が照らされる。レンズ１６は、分析対象１からの反射光を撮像部１５の撮像面（図示せず）に結像させる。撮像部１５は、分析対象１からの反射光を受光することにより、照明光によって照らされた分析対象１の画像を取得する。撮像部１５は、たとえばＣＣＤ(charge coupled device）イメージセンサあるいはＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を含む。
【００４２】
分析部３は、生体情報分析装置１００の全体の動作を制御する。さらに分析部３は、撮像部１５によって取得された分析対象１の画像に基づいて、生体情報を分析する。入力部４は、操作者による各種の入力を受け付ける。たとえば生体情報の分析に関する各種の情報、分析装置の操作に関する指示などが入力部４に入力される。表示部５は、たとえば、入力部４に入力された情報あるいは指示、撮像部１５によって取得された分析対象１の画像、分析部３による分析の結果等を表示する。表示の形態は特に限定されるものではない。
【００４３】
分析部３は、制御部２１と、記憶部２２とを含む。制御部２１は、入力部４に入力された各種の指示に基づいて、光源制御部１４および撮像部１５を制御する。さらに制御部２１は、分析対象１の画像を撮像部１５から受けて、その画像に基づいて、生体情報を分析する。記憶部２２は、制御部２１による生体情報の分析の結果、制御部２１による光源制御部１４および撮像部１５の制御に必要な情報、表示部５に表示するための画像などを記憶する。
【００４４】
図１に示された構成では、入力部４と表示部５とが独立に示されている。これらが一体化されていてもよい。たとえばタッチパネルディスプレイのような、入力部と表示部との機能を兼ね備えた装置を生体情報分析装置１００に適用することができる。さらに、分析部３と入力部４と表示部５とが一体化されていてもよい。さらに、分析部３の分析結果を記憶するための記憶装置、および／または、分析部３の分析結果を印刷するためのプリンタが分析部３に接続されていてもよい。
【００４５】
レーザ光源１１は、半導体レーザである。この実施の形態では、半導体レーザの発振波長は緑色の波長領域内にある。
【００４６】
図２は、本実施の形態に係る半導体レーザの構造を概略的に示す図である。なお、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
【００４７】
図２を参照して、レーザ光源（半導体レーザ）１１は、基板５１と、ＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体エピタキシャル領域５５と、活性層５７とを備える。
【００４８】
基板５１は、第１のＧａＮ系半導体からなり、例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ等であることができる。ＧａＮは、二元化合物であるＧａＮ系半導体であるので、良好な結晶品質と安定した基板主面とを提供できる。また、第１のＧａＮ系半導体は、例えばＡｌＮ等からなることができる。
【００４９】
基板５１のｃ面は、図２に示された平面Ｓｃに沿って延びている。平面Ｓｃ上には、座標系ＣＲ（ｃ軸、ａ軸、ｍ軸）が示されている。基板５１の主面５１ａは、半極性面であり、極性面すなわちＧａＮ結晶のｃ面に対して所定の角度だけ傾いた面である。この実施の形態では、基板５１の主面５１ａは、第１のＧａＮ系半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸Ｃｘに直交する面から該第１のＧａＮ系半導体のｍ軸の方向に６３度以上８０度未満の範囲の傾斜角で傾斜している。傾斜角αは、基板５１の主面５１ａの法線ベクトルＶＮと基準軸Ｃｘとの成す角度によって規定される。この角度は、本実施形態では、ベクトルＶＣ＋とベクトルＶＮとの成す角に等しい。
【００５０】
ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５は、主面５１ａ上に設けられている。活性層５７は、少なくとも一つの半導体エピタキシャル層５９を含む。半導体エピタキシャル層５９は、ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５上に設けられている。半導体エピタキシャル層５９は第２のＧａＮ系半導体からなる。第２のＧａＮ系半導体は構成元素としてインジウム（Ｉｎ）を含む。半導体エピタキシャル層５９の膜厚方向は、基準軸Ｃｘに対して傾斜している。この基準軸Ｃｘは、第１のＧａＮ系半導体の［０００１］軸の方向、或いは［０００−１］軸の方向に向いていることができる。本実施形態では、基準軸Ｃｘは、ベクトルＶＣ＋で示される方向に向いている。この結果、ベクトルＶＣ−は、［０００−１］軸の方向に向いている。
【００５１】
基板５１では、その主面５１ａは、図２に示されるような幅の狭い複数のテラスを含む表面モフォロジＭ１からなる。また、基板５１上にはＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５が設けられている。ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５の結晶軸は、基板５１の結晶軸を引き継いでいる。これ故に、ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５の主面５５ａも、基準軸Ｃｘに直交する面からｍ軸の方向に６３度以上８０度未満の範囲の角度で傾斜している。したがって、ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５の主面５５ａも、幅の狭い複数のテラスを含む表面モフォロジＭ２を有する。これらのテラスの配列はマイクロステップを構成する。上記の角度範囲のテラスの幅が狭いので、複数のテラスにわたってＩｎ組成の不均一は生じにくい。故に、Ｉｎ偏析による発光特性の低下が抑制される。
【００５２】
１つの実施形態では、ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５は、Ａｘ軸の方向（Ｚ方向）に配列されたｎ型クラッド層４１及び光ガイド層４３ａを含んでいる。ｎ型クラッド層４１は、例えばＡｌＧａＮまたはＧａＮからなることができる。また光ガイド層４３ａは、例えばアンドープＩｎＧａＮからなることができる。ｎ型クラッド層４１及び光ガイド層４３ａが、基板５１の主面５１ａにエピタキシャル成長されるので、ｎ型クラッド層４１の主面４１ａ及び光ガイド層４３ａの主面４３ｃ（本実施形態では、主面５５ａと等価）も、それぞれ、テラス構造を有する表面モフォロジを有する。上記の表面モフォロジは、ｃ軸の傾斜方向に配列された複数のマイクロステップを有しており、これらのマイクロステップは、傾斜方向に交差する方向に延びている。マイクロステップの主要な構成面は、少なくともｍ面、（２０−２１）面及び（１０−１１）面等を含む。上記の構成面及びステップ端においては、Ｉｎの取り込みが良好である。
【００５３】
ＧａＮ系半導体領域５６は、Ｚ方向に配列された光ガイド層４３ｂと、電子ブロック層４５と、クラッド層４７と、コンタクト層４９とを含む。光ガイド層４３ｂは、例えばアンドープＩｎＧａＮからなることができる。電子ブロック層４５は、例えばＡｌＧａＮからなることができる。クラッド層４７は、例えばｐ型ＡｌＧａＮまたはｐ型ＧａＮからなることができる。コンタクト層４９は、例えばｐ型ＧａＮまたはｐ型ＡｌＧａＮからなることができる。
【００５４】
レーザ光源（半導体レーザ）１１は、コンタクト層４９上に設けられた第１の電極６１（例えば、アノード）を含むことができる。第１の電極６１は、コンタクト層４９を覆う絶縁膜６３のストライプ窓を介してコンタクト層４９に接続される。第１の電極６１としては、例えばＮｉ／Ａｕが用いられる。レーザ光源（半導体レーザ）１１は、基板５１の裏面５１ｂ上に設けられた第２の電極６５（例えば、カソード）を含むことができる。第２の電極６５は、例えばＴｉ／Ａｌから成る。
【００５５】
活性層５７は、電極６１、６５の両端に印加された外部電圧に応答して光Ｌ１を生成する。本実施形態では、半導体レーザは端面発光素子である。この活性層５７において、ピエゾ電界のＺ成分（所定の軸Ａｘの方向に関する成分）は、ＧａＮ系半導体領域５６からＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５へ向かう方向と逆向きである。この半導体レーザによれば、ピエゾ電界のＺ成分が、電極６１、６５の両端に印加された外部電圧による電界の方向と逆向きであるので、発光波長のシフトが低減される。
【００５６】
図２には、オフ角ＡＯＦＦが示されている。このオフ角ＡＯＦＦはＸＺ面内における角度である。基板５１におけるａ軸方向のオフ角ＡＯＦＦは有限の値であることが好ましい。ａ軸方向のオフ角ＡＯＦＦは、エピタキシャル領域の表面モフォロジを良好にする。オフ角ＡＯＦＦの範囲が、例えば−３度以上＋３度以下の範囲にあることができ、具体的には、オフ角ＡＯＦＦの範囲は、例えば−３度以上−０．１度以下及び＋０．１度以上＋３度以下の範囲にあることが好ましい。オフ角ＡＯＦＦの範囲が例えば−０．４度以上−０．１度以下及び＋０．１度以上＋０．４度以下の範囲にあるとき、表面モフォロジがさらに良好になる。
【００５７】
活性層５７は６００ｎｍ以下である発光波長を生成するように設けられていることが好ましい。６３度以上８０度未満の範囲の傾斜角は、４８０ｎｍ以上で６００ｎｍ以下の発光波長の範囲において有効である。このぐらいの波長になってくると、だいぶ井戸層のＩｎ組成が大きくなり、ｃ面やｍ面及び（１０−１１）面等のＩｎ偏析の大きな面では、発光強度が大きく低下する。一方、この角度範囲では、Ｉｎ偏析が小さいため、４８０ｎｍ以上の長波長領域でも発光強度の低下が小さい。また、井戸層の厚さの範囲は、例えば０．５ｎｍ〜１０ｎｍであることができる。ＩｎＸＧａ１−ＸＮ井戸層のＩｎ組成Ｘの範囲は、例えば０．０１〜０．５０であることができる。
【００５８】
活性層５７は、量子井戸構造３１を有することができる。この量子井戸構造３１は、所定の軸Ａｘの方向に交互に配置された井戸層３３及び障壁層３５を含む。この実施の形態では、井戸層３３は半導体エピタキシャル層５９からなる。井戸層３３は例えばＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなる。また、障壁層３５はＧａＮ系半導体からなる。ＧａＮ系半導体は、例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ等からなることができる。ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域５５と、活性層５７と、ＧａＮ系半導体領域５６とは、所定の軸Ａｘの方向に配列される。基準軸Ｃｘの方向は所定の軸Ａｘの方向と異なる。
【００５９】
図３は、本実施の形態に係る分析装置に適用可能な半導体レーザの構造の一例を示した図である。図３を参照して、半導体レーザ１１Ａは、（２０−２１）面を有するＧａＮ基板１２０と、エピタキシャル成長によってＧａＮ基板１２０の主面（（２０−２１）面）上に形成される半導体発光素子とを有する。この半導体発光素子は、以下の層を含む。
【００６０】
ｎ型バッファ層１２１ａ：ＳｉドープＧａＮ、成長温度１０５０℃、厚さ１．５μｍ；
ｎ型クラッド層１２１ｂ：ＳｉドープＡｌＧａＮ、成長温度１０５０℃、厚さ５００ｎｍ、Ａｌ組成０．０４；
光ガイド層１２２ａ：アンドープＧａＮ、成長温度８４０℃、厚さ５０ｎｍ；
光ガイド層１２２ｂ：アンドープＩｎＧａＮ、成長温度８４０℃、厚さ６５ｎｍ、Ｉｎ組成０．０３；
活性層１２３；
障壁層１２３ａ：アンドープＧａＮ、成長温度８７０℃、厚さ１５ｎｍ；
井戸層１２３ｂ：アンドープＩｎＧａＮ、成長温度７５０℃、厚さ３ｎｍ、Ｉｎ組成０．２２；
光ガイド層１２４ｂ：アンドープＩｎＧａＮ、成長温度８４０℃、厚さ６５ｎｍ、Ｉｎ組成０．０３；
光ガイド層１２４ａ：アンドープＧａＮ、成長温度８４０℃、厚さ５０ｎｍ；
電子ブロック層１２５：ＭｇドープＡｌＧａＮ、成長温度１０００℃、厚さ２０ｎｍ、Ａｌ組成０．１２；
ｐ型クラッド層１２６：ＭｇドープＡｌＧａＮ、成長温度１０００℃、厚さ４００ｎｍ、Ａｌ組成０．０６；
ｐ型コンタクト層１２７：ＭｇドープＧａＮ、成長温度１０００℃、厚さ５０ｎｍ。
【００６１】
ｐ型コンタクト層１２７上に、シリコン酸化膜といった絶縁膜１２８が堆積される。絶縁膜１２８にはストライプ窓が形成される。ｐ−電極（Ｎｉ／Ａｕ）１２９ａは、このストライプ窓を介してｐ型コンタクト層１２７に接触する。ＧａＮ基板１２０の裏面には、ｎ−電極（Ｎｉ／Ａｌ）１２９ｂが形成されるとともにパッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）が蒸着される。
【００６２】
これらの工程によって作製された基板生産物は、たとえば８００μｍ間隔でａ面でへき開される。共振器のためのａ面へき開面にＳｉＯ２／ＴｉＯ２多層膜からなる反射膜が形成される。これにより利得導波型レーザダイオードが作製される。たとえば前端面の反射率は８０％であり、後端面の反射率は９５％である。
【００６３】
上述の構成を有する半導体レーザすなわちレーザダイオードの発振波長は、たとえば５２０ｎｍである。ただし、井戸層１２３ｂにおけるＩｎとＧａとの組成比を変えることにより半導体レーザの発振波長を調整することができる。たとえば、レーザダイオードのしきい値電流は２０ｋＡ／ｃｍ２であり、動作電圧（電流値：１６００ｍＡ）は７．２ボルトである。
【００６４】
なお、図３に示された利得導波型半導体レーザに限定されず、屈折率導波型半導体レーザも本実施の形態に適用することができる。図４は、屈折率導波型半導体レーザの模式的な構造図である。図４を参照して、半導体レーザ１１Ｂは、（２０−２１）面を有するＧａＮ基板１３０と、ｎ型クラッド層１３１と、障壁層および井戸層を含む活性層１３３と、リッジ導波路状に形成されたｐ型クラッド層１３６と、ｐ型コンタクト層１３７と、絶縁膜１３８と、ｐ−電極１３９ａと、ｎ−電極１３９ｂとを備える。
【００６５】
図５は、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置に用いられる半導体レーザの発振波長の温度依存性の一例を示した図である。図５を参照して、３つのサンプルについて、出力を一定した状態での発振波長の温度依存性が示されている。図５によれば、発振波長の温度変化率は、約０．１ｎｍ／℃である。
【００６６】
この実施の形態では、図５に示されたような半導体レーザの発振波長の温度依存性を利用して、レーザ光源１１から発せられるレーザ光の波長を変化させる。光源制御部１４は、上述したような発振波長の温度変化率と、ある温度（たとえば２５℃）でのレーザ光源の発振波長とを予め記憶する。光源制御部１４は、その温度変化率と、制御部２１より指定された発振波長とに基づいて、レーザ光源１１の動作温度を決定する。そして光源制御部１４は、温度調整部１３を制御して、レーザ光源１１の動作温度を、その決定された温度に制御する。
【００６７】
図６は、本発明の実施の形態に係る分析方法の処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示された処理は、例えば、生体情報分析装置１００に電源が投入された場合に実行される。
【００６８】
図１および図６を参照して、ステップＳ１において、レーザ光源１１は、第１の波長を有するレーザ光（図２に示す光Ｌ１に対応）を発する。上述したように、制御部２１が光源制御部１４に、半導体レーザの発振波長に関する指示を送る。光源制御部１４は、ドライバ１２を制御してレーザ光源１１を駆動させるとともに温度調整部１３を制御する。温度調整部１３は、指定された動作温度となるようにレーザ光源１１の動作温度を調整する。
【００６９】
ステップＳ２において、撮像部１５は、レーザ光により照射された分析対象１、すなわち生体組織を撮像する。ステップＳ３において制御部２１は、撮像部１５から生体組織の第１の画像を取得する。
【００７０】
ステップＳ４において、制御部２１は、レーザ光の波長を変更する。具体的には、制御部２１は、第１の波長と異なる第２の波長でレーザ光源１１を発振させるように光源制御部１４に指示する。
【００７１】
ステップＳ５において、レーザ光源１１は、第２の波長を有するレーザ光を発する。ステップＳ６において、撮像部１５は、レーザ光により照射された生体組織を撮像する。ステップＳ７において、制御部２１は、生体組織の第２の画像を取得する。なお、ステップＳ５〜Ｓ７の処理は、ステップＳ１〜Ｓ３の処理と同様である。
【００７２】
ステップＳ８において、制御部２１は、第１および第２の画像を比較することによって生体情報を取得する。さらに制御部２１は、その生体情報を分析する。ステップＳ９において、制御部２１は、分析結果を表示部５に表示し、および／または、分析結果を記憶部２２に記憶させる。
【００７３】
ステップＳ１０において、制御部２１は、本処理を終了するか否かを判断する。たとえば入力部４を介して使用者から制御部２１に終了指示が入力された場合、あるいは生体情報分析装置１００の電源がオフされた場合などにおいて、本処理が終了する（ステップＳ１０においてＹＥＳ）。一方、たとえば生体情報を再度分析するための指示が入力部４を介して使用者から制御部２１に入力された場合、処理はステップＳ１に戻される（ステップＳ１０においてＮＯ）。
【００７４】
本発明の実施の形態に係る分析装置は、生体組織の光学特性の波長依存性を利用して生体情報を分析する。「光学特性」は、吸収、散乱、反射を含むがこれに限定されない。光学特性の波長依存性とは、その光学特性が光の波長に応じて変化することを意味する。この実施の形態では、生体組織の光学特性として、血液中に含まれるヘモグロビンの吸収係数が適用される。
【００７５】
図７は、４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲における、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ2）の一般的な吸収スペクトルを示した図である。図７を参照して、波長λａは、ＨｂとＨｂＯ2とで吸収係数が等しくなる等吸収点の波長を示し、たとえば５２０ｎｍである。波長λｂは、ＨｂとＨｂＯ2との間で吸収係数の差が大きい波長であり、たとえば５４０ｎｍである。なお、実線は、成人のヘモグロビン（ＨｂＡ）の光吸収スペクトルを示し、破線は、胎児のヘモグロビン（ＨｂＦ）の光吸収スペクトルを示す。
【００７６】
病変組織と正常組織との違いが、酸素飽和度に現れる場合がある。たとえば癌組織は、酸素を多く消費するために正常組織と比較して酸素飽和度が低くなりやすい。また、たとえば梗塞組織では組織が活動しないために正常組織と比較して酸素飽和度が高くなると考えられる。
【００７７】
病変組織と正常組織との間の酸素飽和度の違いは、それらの生体組織の間での吸収係数の違いとなる。したがって、この実施の形態では、生体組織の吸収係数に基づいて生体情報を分析する。
【００７８】
この実施の形態では、緑色レーザ光を生体組織に照射する。緑色の光に対するＨｂ，ＨｂＯ2の吸収係数は、赤色（たとえば６５０ｎｍ）の光、あるいは近赤外光に対するＨｂ，ＨｂＯ2の吸収係数に比べて高い。さらに、緑色の波長領域では、Ｈｂ，ＨｂＯ2の吸収係数の差も大きくなる。したがってこの実施の形態によれば、生体情報の分析の精度を高めることができる。
【００７９】
一つの実施の形態では、レーザ光の第１の波長は、ＨｂとＨｂＯ2とで吸収係数が略等しくなる波長であり、たとえば図７に示された波長λａ（＝５２０ｎｍ）である。レーザ光の第２の波長は、ＨｂとＨｂＯ2とで、吸収係数が異なる波長である。第２の波長は、レーザ光の波長が可変範囲の中から適切に選択することができる。たとえば第２の波長を波長λａ（５２０ｎｍ）〜波長λｂ（５４０ｎｍ）の範囲内で選択できる。一例として、第２の波長は５２４ｎｍである。
【００８０】
たとえばレーザ光源１１は、動作温度２５℃において波長λａ（５２０ｎｍ）のレーザ光を発する。温度調整部１３によって動作温度が２５℃から６５℃に変化する。図５に示された関係に従うと、動作温度が４０℃上昇した場合、レーザ光源１１の発振波長は４ｎｍ長くなる。したがって、動作温度６５℃において、レーザ光源１１は波長５２４ｎｍのレーザ光を発することができる。
【００８１】
体調といった状態差あるいは個体差によって、図７に示された波長λａおよびλｂが、一般的な値からずれる可能性がある。この実施の形態によれば、状態差あるいは個体差に応じてレーザ光の波長を調整することができる。
【００８２】
レーザ光の波長を調整するための方法は特に限定されるものではない。１つの例として、動脈および静脈の血管情報に着目してレーザ光の波長を調整することができる。動脈（肺動脈を除く）を流れる血液は酸素を豊富に含む。一方、静脈（肺静脈を除く）を流れる血液は乏しい量の酸素を含む。たとえば一般的な波長λａ，λｂの値を含む波長範囲内で可変の波長を持つ光を動脈および静脈に照射する。動脈および静脈の光学特性の差に基づいて、波長λａおよびλｂが決定される。レーザ光源１１とは別の光源が、このような可変の波長を持つ光を発してもよい。
【００８３】
たとえば波長変換素子により、レーザ光の２倍波あるいは３倍波を発生させる方法によっても、波長５１５ｎｍや５３２ｎｍなど特定の波長の場合にはレーザ光を得ることが可能である。しかしながらこのような方法によれば、第１の波長と第２の波長とを任意に選ぶことは困難である。レーザ光の波長を微調整することはさらに困難である。この実施の形態によれば、半導体レーザの動作温度を変化させることで、レーザ光の波長を容易に変更できる。これにより、生体情報の分析の精度を高めることができる。
【００８４】
分析部３（制御部２１）は、第１の画像および第２の画像に対して所定の画像処理を実行する。たとえば制御部２１は、第１の画像および第２の画像から、酸素飽和度の分布を示す解析画像を生成する。たとえば、第１の画像がＨｂとＨｂＯ2の吸収係数が等しい波長の光で撮像した画像であり、第２の画像がＨｂとＨｂＯ2の吸収係数が異なる波長の光で撮像した画像である場合には、第１の画像に対する第２の画像の強度比を得ることで、酸素飽和度の分布を示す解析画像を生成できる。解析画像を生成する処理は、分析部３における生体情報の分析に対応する。
【００８５】
なお、上記の場合には、酸素飽和度の上昇とともに吸収係数が増加する領域において第２の波長が選択される。しかしながら、酸素飽和度の上昇とともに吸収係数が減少する波長として、波長λｃ（５０５ｎｍ）〜波長λａ（５２０ｎｍ）の範囲内で第３の波長を選択することもできる。一例として、第３の波長は５１６ｎｍである。上記の類推から、動作温度を４０℃低下させる方法により、レーザ光の波長を調整することができる。このとき、第３の画像を得ることができ、第１の画像に対する第３の画像の強度比を得ることで、酸素飽和度の分布を示す解析画像を生成できる。また、第１、第２および第３の画像の強度比を得ることによって、より高感度の分析も可能である。
【００８６】
本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置の構成は、図１に示された構成に限定されるものではない。図８は、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置の別の構成を示した図である。図１および図８を参照して、生体情報分析装置１０１は、光源装置１０にレーザ光源１７が追加されている点で生体情報分析装置１００と異なっている。レーザ光源１７は、レーザ光源１１と同じく緑色半導体レーザである。レーザ光源１７は、第１の波長のレーザ光を発する。レーザ光源１７は、緑色の波長領域にある第２の波長を持つ第２のレーザ光を発する。たとえば第１の波長は、ＨｂとＨｂＯ2とで吸収係数が等しくなる等吸収点の波長であり、第２の波長は、ＨｂとＨｂＯ2との間で吸収係数が異なる波長である。ただし、第１の波長がＨｂとＨｂＯ2との間で吸収係数が異なる波長であり、第２の波長が等吸収点の波長でもよい。
【００８７】
１つのレーザ光源の温度を変化させてレーザ光の波長を変更する場合、温度の変更および温度の安定にある程度の時間を要する可能性がある。図８に示されるように、発振波長が互いに異なる２つの緑色半導体レーザを用いることで、測定に要する時間を短縮することが可能となる。なお図８では、２つの緑色半導体レーザ（レーザ光源１１，１７）が示されているが、緑色半導体レーザの数は２より多くてもよい。
【００８８】
図９は、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置のさらに別の構成を示した図である。図１および図９を参照して、生体情報分析装置１０２は、光源装置１０にレーザ光源１８Ａ，１８Ｂが追加されている点で生体情報分析装置１００と異なっている。レーザ光源１８Ａ，１８Ｂは、それぞれ青色レーザ光および赤色レーザ光を発する。一つの実施の形態では、レーザ光源１１，１８Ａ，１８Ｂによって、４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲の中から選択された波長を持つレーザ光が光源装置１０から発せられる。
【００８９】
撮像部１５は、レーザ光源１１，１８Ａ，１８Ｂの各々が分析対象１を照射した場合に、分析対象１を撮像する。撮像部１５は、レーザ光源１８Ａの分析対象１への照射による画像と、レーザ光源１８Ｂの分析対象１への照射による画像とをさらに生成する。
【００９０】
青色レーザ光は生体組織の表層部の血管の観察に好適である。これは、青色光は、緑色光に比べて吸収、散乱が大きく、生体深くまで入っていかないからである。一方、赤色レーザ光は生体組織の深部血管の観察に好適である。これは、赤色光は、緑色光に比べて吸収、散乱が小さいため、生体深くまで入っていくためである。図９に示されるように、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を組み合わせることによって、組織の深さ方向の情報を取得することができる。これにより、分析部３においてより詳細な分析が可能となる。なお、追加のレーザ光源としてレーザ光源１８Ａ，１８Ｂの両方が必要であると限定されるものではない。レーザ光源１１と異なる波長領域のレーザ光源は、レーザ光源１８Ａおよびレーザ光源１８Ｂのいずれか一方のみであってもよい。そのレーザ光源からのレーザ光を生体組織に照射して、撮像部１５は第１および第２の画像と異なる第３の画像を取得する。
【００９１】
図１０は、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置のさらに別の構成を示した図である。図１および図１０を参照して、生体情報分析装置１０３は、ビデオスコープ６をさらに備える点で生体情報分析装置１００と異なる。ビデオスコープ６は、光源装置１０から光を導入するための光ガイド１９と、撮像部１５と、レンズ１６とを含む。１つの実施形態において、ビデオスコープ６は内視鏡であるが、これに限定されない。図８に示された構成と同様に、光源装置１０は、レーザ光源１１に加えてレーザ光源１７を備えていてもよい。あるいは図９に示された構成と同様に、光源装置１０は、レーザ光源１１に加えてレーザ光源１８Ａ，１８Ｂのうちの少なくとも一方を備えていてもよい。あるいは、光源装置１０は、レーザ光源１１に加えて、レーザ光源１７と、レーザ光源１８Ａ，１８Ｂのうちの少なくとも一方とを備えていてもよい。
【００９２】
本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、ヘモグロビンの酸素飽和度の違いに基づいて得られる生体情報を分析する用途において広く適用可能である。したがって本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、特定の装置に限定されるものではない。上述のように、分析対象１は、生体内の組織および生体から採取した組織のいずれであってもよい。すなわち、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、侵襲型および非侵襲型のいずれにも適用可能である。
【００９３】
本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、さまざまな目的での生体情報分析に用いることができる。たとえば、分析部３は、上記の解析画像に基づいて、病変組織あるいは病変組織の可能性がある組織（以下、「病変組織」と総称する）に関する診断を行なうことができる。本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、以下に例示された分析のうちの一種類の分析のみ実行可能であってもよく、複数種類の分析を組み合わせて実行可能であってもよい。
【００９４】
（１）病変組織の有無の診断
図１１は、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置による病変組織の有無の診断を示した模式図である。図１１を参照して、波長λ1（第１の波長）を有するレーザ光が分析対象１に照射され、図１１に示されていない撮像部１５（図１を参照）によって分析対象１が撮像される。次に、波長λ2（第２の波長）を有するレーザ光が分析対象１に照射され、撮像部によって分析対象１が撮像される。
【００９５】
分析対象１は、正常部位１Ａおよび病変部位１Ｂを含む。たとえば病変部位１Ｂが癌組織である場合、分析部３によって生成された解析画像では、低い酸素飽和度の分布を示す領域が現れる。分析部３は、低い酸素飽和度の分布が存在するという分析結果を作成する。さらに分析部３は、その分析結果に基づいて、低い酸素飽和度の領域を、病変組織であると診断することができる。
【００９６】
（２）病変組織の位置／大きさの診断
上記（１）の診断に代えて、あるいは加えて、分析部３は、解析画像に基づいて病変組織の位置を分析することができる。分析部３は、たとえば低い酸素飽和度の分布の中心位置を病変組織の位置として決定することができる。さらに、分析部３は、解析画像が示す酸素飽和度の分布に基づいて、病変組織と正常組織との境界を定義し、その境界に基づいて病変組織の大きさを分析することができる。
【００９７】
（３）病変組織の深さの診断
図９に示された構成のように、異なる波長を持つレーザ光を用いることにより、病変組織の表層部からの深さを診断することができる。
【００９８】
（４）病変組織の時間的変化の診断
たとえば本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、ある時点において、生体内の病変組織に関する解析画像を作成する。その解析画像は、分析部３に保持される。その時点より後の別の時点において、本発明の実施の形態に係る生体情報分析装置は、同一の病変組織に関する解析画像を取得する。分析部３は、撮像時点の異なる２つの解析画像を比較して、病変組織の時間的変化を診断する。これにより、たとえば腫瘍などの病変組織が前回の診断時に比べて大きくなっているかどうかを判断することができる。
【００９９】
（５）病気に固有の徴候の診断
病気の種類によっては、固有の徴候がある特定の部位に見られることがある。したがって、ある病気によって、酸素飽和度と関連する徴候が特定の部位に見られる場合には、その部位の診断を行なうことにより、病気の可能性を診断することができる。
【０１００】
なお、上記の診断が行なわれる場面は特に限定されない。たとえば健康診断などの定期的な健診において上記の診断が行なわれてもよい。別の例では、手術の前後あるいは手術の最中に上記の診断が行なわれてもよい。手術と関連して上記の診断が実行されることによって、病変組織の位置、大きさ、深さ等を適切に診断することができる。したがって、病変組織を適切な範囲で切除することへの解決法を提供することができる。
【０１０１】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、可変の波長を有する光源からの光が生体組織に照射されて、その生体組織が撮像される。光源は、緑色領域内の発振波長を有する半導体レーザを含む。半導体レーザはＧａＮ単結晶基板の主面にエピタキシャル成長によって作成される。半導体レーザの構造および／または各層の組成を設計することにより波長を任意に選択することができるので、波長選択性を高めることができる。したがって、ＨｂおよびＨｂＯ2との間で吸収差が大きい波長を発振波長として選択することができる。
【０１０２】
さらに、レーザ光の波長を温度によって変化させることができる。これにより状態あるいは個人に応じて波長を調整することができる。さらに、１つの光源によって異なる波長の光を発することができるので、安価な光源を実現することができる。
【０１０３】
さらに、本発明の実施の形態では、異なる２つの波長の差が比較的小さい。類似する２つの波長に対する生体組織の散乱の影響は同程度である。したがって、反射率の差が吸収差だけに対応する。これにより正常組織と病変組織との比較が容易になる。
【０１０４】
なお、本発明の実施の形態では、レーザ光の波長を連続的に変化させることが可能である。しかしながら波長を連続的に変化させることは必須ではない。たとえば波長が離散的に変化してもよい。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  分析対象、１Ａ  正常部位、１Ｂ  病変部位、２  撮像装置、３  分析部、４  入力部、５  表示部、６  ビデオスコープ、１０  光源装置、１１，１７，１８Ａ，１８Ｂ  レーザ光源、１１Ａ，１１Ｂ  半導体レーザ、１２  ドライバ、１３  温度調整部、１４  光源制御部、１５  撮像部、１６  レンズ、１９  光ガイド、２１  制御部、２２  記憶部、３１  量子井戸構造、３３，１２３ｂ  井戸層、３５，１２３ａ  障壁層、４１，１２１ｂ，１３１  ｎ型クラッド層、４１ａ，４３ｃ，５１ａ，５５ａ  主面、４３ａ，４３ｂ，１２２ａ，１２２ｂ，１２４ａ，１２４ｂ  光ガイド層、４５，１２５  電子ブロック層、４７  クラッド層、４９  コンタクト層、５１，１２０，１３０  基板、５１ｂ  裏面、５５  ＧａＮ系半導体エピタキシャル領域、５６  ＧａＮ系半導体領域、５７，１２３，１３３  活性層、５９  半導体エピタキシャル層、６１  第１の電極、６３，１２８，１３８  絶縁膜、６５  第２の電極、１００〜１０３  生体情報分析装置、１２１ａ  ｎ型バッファ層、１２６，１３６  ｐ型クラッド層、１２７，１３７  ｐ型コンタクト層。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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