(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と、
前記撮像画像に基づいて、前記測定部の撮像素子の撮像面に平行な直交座標系の座標成分で表される静脈の位置を特定する静脈位置特定部と、
前記撮像画像に基づいて、前記撮像面に垂直な座標軸上の座標成分で表される前記静脈の深度を特定する静脈深度特定部と、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定部と、を備え、
前記血中成分推定部は、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された前記測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された前記測定光から得られる情報から前記時間変化成分を除外して前記静脈の血中成分を推定する、測定装置。
【請求項２】
前記血中成分推定部は、前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外して前記静脈の血中成分を推定する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記撮像画像を取得する撮像素子を含み、
前記撮像素子では、１つの前記受光レンズに対して複数の受光素子が割り当てられ、
前記静脈深度特定部は、同じ受光レンズに対応する前記複数の受光素子によってそれぞれ取得される前記撮像画像から抽出される視差の情報に基づいて前記静脈の深度を特定する、請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記静脈深度特定部は、Ｌｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙの手法を用いて前記撮像画像から前記視差の情報を抽出する、請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記血中成分推定部は、前記血中成分の推定結果を、予め採血によって計測された血中成分に基づいてキャリブレーションする、請求項１〜４のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記放出される測定光を検出するとともに前記撮像画像を取得する撮像素子を含む、請求項１〜５のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、前記放出される測定光を検出する検出器と、前記撮像画像を取得する撮像素子とを含む、請求項１〜５のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記測定部は、前記レンズアレイとは別のレンズアレイおよび前記撮像素子とは別の撮像素子を前記検出器として含む、請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記撮像素子と前記検出器とは、前記測定光が放出される方向に重畳され、前記撮像素子は測定光の少なくとも一部を透過させる、請求項７または８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記測定部は、前記測定光を照射する光源部を含み、
前記光源部は、前記レンズアレイの端部に設けられる、請求項１〜９のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記測定部は、前記測定光を照射する光源部を含み、
前記光源部は、前記レンズアレイとは離隔して設けられる、請求項１〜９のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項１２】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得することと、
前記撮像画像に基づいて、測定部の撮像素子の撮像面に平行な直交座標系の座標成分で表される静脈の位置を特定することと、
前記撮像画像に基づいて、前記撮像面に垂直な座標軸上の座標成分で表される前記静脈の深度を特定することと、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定し、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された前記測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された前記測定光から得られる情報から前記時間変化成分を除外して前記静脈の血中成分を推定することと
を含む測定方法。
【請求項１３】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、
前記撮像画像に基づいて、前記測定部の撮像素子の撮像面に平行な直交座標系の座標成分で表される静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
前記撮像画像に基づいて、前記撮像面に垂直な座標軸上の座標成分で表される前記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定し、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された前記測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された前記測定光から得られる情報から前記時間変化成分を除外して前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能と
を実現させるためのプログラム。
【請求項１４】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、
前記撮像画像に基づいて、前記測定部の撮像素子の撮像面に平行な直交座標系の座標成分で表される静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
前記撮像画像に基づいて、前記撮像面に垂直な座標軸上の座標成分で表される前記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定し、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された前記測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された前記測定光から得られる情報から前記時間変化成分を除外して前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能と
を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得することと、
前記撮像画像に基づいて、測定部の撮像素子の撮像面に平行な直交座標系の座標成分で表される静脈の位置を特定することと、
前記撮像画像に基づいて、前記撮像面に垂直な座標軸上の座標成分で表される前記静脈の深度を特定することと、
前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外するとともに、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記時間変化成分をさらに除外して前記静脈の血中成分を推定することと
を含む測定方法。
【請求項１６】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、
前記撮像画像に基づいて、前記測定部の撮像素子の撮像面に平行な直交座標系の座標成分で表される静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
前記撮像画像に基づいて、前記撮像面に垂直な座標軸上の座標成分で表される前記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、
前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外するとともに、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記時間変化成分をさらに除外して前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能と
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、測定装置、測定方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学測定によって非侵襲的に体内物質を測定する技術が開発されている。こうした技術は、例えば、皮下組織や動脈血の成分の測定に利用されている。一方、例えば特許文献１に記載されているように、光学測定によって皮下の静脈のパターンを認識する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７２６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような技術において、静脈の血中成分を測定することは困難であった。光学測定によって静脈血を測定しようとすると、動脈血や皮下組織の影響が大きく、またこれらの影響を分離することが困難であったためである。しかしながら、血液中とは成分の濃度が異なる皮下組織の体液の測定や、食事などによる成分の濃度の時間変動が大きい動脈血の測定では、正確な血中成分の分析は困難であった。
【０００５】
そこで、本開示では、光学測定によって静脈の血中成分を正確に測定することが可能な、新規かつ改良された測定装置、測定方法、プログラムおよび記録媒体を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得する測定部と、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定部と、上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定する静脈深度特定部と、上記静脈の位置および上記静脈の深度を利用して、上記検出された測定光から得られる情報に基づいて上記静脈の血中成分を推定する血中成分推定部とを含む測定装置が提供される。
【０００７】
また、本開示によれば、生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得することと、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定することと、上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定することと、上記静脈の位置および上記静脈の深度を利用して、上記検出された測定光から得られる情報に基づいて上記静脈の血中成分を推定することとを含む測定方法が提供される。
【０００８】
また、本開示によれば、生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、上記静脈の位置および上記静脈の深度を利用して、上記検出された測定光から得られる情報に基づいて上記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能とを実現させるためのプログラムが提供される。
【０００９】
生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、上記静脈の位置および上記静脈の深度を利用して、上記検出された測定光から得られる情報に基づいて上記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能とを実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１０】
また、本開示によれば、生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得する測定部と、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定部と、上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定する静脈深度特定部と、上記静脈の深度に基づいて上記生体の表面と上記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、上記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から上記推定された厚さ分の上記体組織の影響を除外するとともに、上記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から上記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、上記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から上記時間変化成分をさらに除外して上記静脈の血中成分を推定する血中成分推定部とを含む測定装置が提供される。
【００１１】
また、本開示によれば、生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得することと、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定することと、上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定することと、上記静脈の深度に基づいて上記生体の表面と上記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、上記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から上記推定された厚さ分の上記体組織の影響を除外するとともに、上記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から上記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、上記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から上記時間変化成分をさらに除外して上記静脈の血中成分を推定することとを含む測定方法が提供される。
【００１２】
また、本開示によれば、生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、上記生体内で散乱されて上記生体の表面から放出される上記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して上記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、上記撮像画像に基づいて上記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
上記撮像画像に基づいて上記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、上記静脈の深度に基づいて上記生体の表面と上記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、上記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から上記推定された厚さ分の上記体組織の影響を除外するとともに、上記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から上記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、上記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から上記時間変化成分をさらに除外して上記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能とを実現させるためのプログラムが提供される。
【００１３】
上記の構成によれば、生体の内部に存在する測定対象である静脈の位置や深さを特定することによって、静脈の領域で検出された測定光の光学スペクトルから、例えば体成分の影響や動脈の影響によるノイズを分離し、静脈の血中成分を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本開示によれば、光学測定によって静脈の血中成分を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本開示の第１の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図３】本開示の第１の実施形態において測定光から得られる情報について説明するための図である。
【図４】本開示の第１の実施形態における静脈位置特定部の処理について説明するための図である。
【図５】本開示の第１の実施形態における静脈深度特定部の処理について説明するための図である。
【図６】本開示の第１の実施形態における血中成分推定部の処理について説明するための図である。
【図７】本開示の第１の実施形態における血中成分推定部の処理について説明するための図である。
【図８】本開示の第１の実施形態における処理を示すフローチャートである。
【図９】本開示の第２の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図１０】本開示の第３の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図１１】本開示の第４の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図１２】本開示の第５の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図１３】本開示の第６の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。
【図１４】本開示の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１−１．測定装置の全体構成
１−２．測定部の構成
１−３．静脈位置特定部の処理
１−４．静脈深度特定部の処理
１−５．血中成分推定部の処理
１−６．処理フロー
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．第４の実施形態
５．第５の実施形態
６．第６の実施形態
７．補足
【００１８】
（１．第１の実施形態）
まず、図１〜図８を参照して、本開示の第１の実施形態について説明する。
【００１９】
（１−１．測定装置の全体構成）
図１は、本開示の第１の実施形態に係る測定装置の全体構成を示すブロック図である。図１を参照すると、測定装置１００は、測定部１１０と、測定制御部１２０と、測定データ取得部１３０と、静脈位置特定部１４０と、静脈深度特定部１５０と、血中成分推定部１６０と、測定結果出力部１７０と、記憶部１８０とを含む。
【００２０】
測定部１１０は、生体Ｂの少なくとも一部を測定する測定プローブとして機能する。測定部１１０は、生体Ｂの少なくとも一部に対して所定波長の測定光Ｌを照射し、生体Ｂ内で散乱されて生体Ｂの表面から放出される測定光Ｌを検出するとともに、放出される測定光Ｌをアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して生体Ｂの撮像画像を取得する。
【００２１】
例えば、測定部１１０は、所定波長の赤色光または近赤外光を測定光Ｌとして生体Ｂの一部（測定部位）に照射し、測定部位の肌画像を撮像する。また、測定部１１０は、生体Ｂの内部で散乱した測定光Ｌを検出する。このとき、測定光Ｌは、動脈、静脈、およびその他の体組織によって一部が吸収されるため、光量が照射時に比べて減少している。例えば、測定部１１０は、生体Ｂの表面から放出される測定光Ｌの光量の分布を測定して、測定部位に関する測定データとする。この測定データは、測定部１１０から検出された測定光から得られる情報の例である。
【００２２】
後述するように、本実施形態では、光学測定によって生体Ｂの内部に存在する静脈の血中成分が推定される。光学測定の手法は、上記のように体内物質の吸光特性を利用したものであってもよいし、散乱特性または旋光特性などを利用したものであってもよい。測定部１１０は、測定装置１００で用いられる手法に応じた適切な波長の光を測定光Ｌとして照射する。例えば、上記のように吸光特性を利用して、静脈血に含まれるグルコースの量を測定する場合、測定部１１０は１４００ｎｍ〜２２００ｎｍの近赤外光を測定光Ｌとして照射する。なお、測定部１１０が照射する測定光Ｌは、単一の波長の光には限られない。例えば、測定部１１０は、測定光Ｌとして、相異なる波長の複数の光を時分割で照射してもよい。この場合、測定部１１０は、撮像画像の取得と光量分布の測定とに、それぞれ別の光を用いてもよい。
【００２３】
測定制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、通信装置などによって実現される。測定制御部１２０は、測定部１１０に含まれる光源部や撮像素子などの駆動を制御し、測定部１１０における生体Ｂの測定処理全般を制御する。例えば、測定制御部１２０は、所定の同期信号に基づいて、撮像素子の走査タイミングや画素の選択などを制御する。また、測定制御部１２０は、光源部での測定光Ｌの照射タイミングや光量などを制御する。測定制御部１２０は、上記のような制御のために、記憶部１８０などに記録されている各種のプログラム、パラメータ、またはデータベースなどを参照してもよい。
【００２４】
測定データ取得部１３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置などによって実現される。測定データ取得部１３０は、測定部１１０が取得した撮像画像および測定データを取得し、静脈位置特定部１４０、静脈深度特定部１５０、および血中成分推定部１６０に出力する。測定データ取得部１３０は、所定のタイミングごとに測定部１１０から出力される測定データを順次取得することで、時系列で測定データを取得してもよい。測定データ取得部１３０は、取得した測定データを、当該データを取得した日時等に関する時刻情報と関連付けて、履歴情報として記憶部１８０に格納してもよい。
【００２５】
静脈位置特定部１４０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどによって実現される。静脈位置特定部１４０は、測定データ取得部１３０を介して測定部１１０から取得された撮像画像に基づいて、生体Ｂの内部に存在する静脈の位置を特定する。なお、静脈位置特定部１４０の処理の詳細については、後述する。
【００２６】
静脈深度特定部１５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどによって実現される。静脈深度特定部１５０は、測定データ取得部１３０を介して測定部１１０から取得された撮像画像に基づいて、生体Ｂの内部に存在する静脈の深度を特定する。なお、静脈深度特定部１５０の処理の詳細については、後述する。
【００２７】
血中成分推定部１６０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどによって実現される。血中成分推定部１６０は、測定データ取得部１３０を介して測定部１１０から取得された測定データに基づいて、生体Ｂの内部に存在する静脈の血中成分を推定する。血中成分推定部１６０は、血中成分の推定にあたって、静脈位置特定部１４０によって特定された静脈の位置と、静脈深度特定部１５０によって特定された静脈の深度とを利用する。血中成分推定部１６０は、さらに、予め採血によって計測された静脈の血中成分の情報に基づいて、推定の結果をキャリブレーションしてもよい。血中成分推定部１６０は、推定した血中成分のデータを、当該データを取得した日時等に関する時刻情報と関連付けて、履歴情報として記憶部１８０に格納してもよい。なお、血中成分推定部１６０の処理の詳細については、後述する。
【００２８】
測定結果出力部１７０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置などによって実現される。測定結果出力部１７０は、血中成分推定部１６０によって推定された、生体Ｂの内部に存在する静脈の血中成分に関する情報を出力する。測定結果出力部１７０は、この情報を、測定装置１００が有するディスプレイなどの出力装置に出力してもよいし、プリンタなどを利用して紙媒体として出力してもよい。また、測定結果出力部１７０は、静脈の血中成分に関する情報を、測定装置１００の外部に設けられたディスプレイまたは各種の情報処理装置などに出力してもよい。このように、測定結果出力部１７０が静脈の血中成分に関する情報を出力することによって、測定装置１００のユーザは、測定結果を把握することができる。
【００２９】
記憶部１８０は、例えば、測定装置１００が有するＲＡＭやストレージ装置などによって実現される。記憶部１８０には、測定部１１０によって測定された測定データや撮像画像、および測定装置１００が実行する処理に用いられる各種のプログラム、パラメータおよびデータなどが記録されていてもよい。また、記憶部１８０には、これらのデータ以外にも、測定装置１００が処理を実行する際に発生する変数などの中間データが記録されてもよい。測定制御部１２０、測定データ取得部１３０、静脈位置特定部１４０、静脈深度特定部１５０、血中成分推定部１６０、および測定結果出力部１７０などの各処理部は、記憶部１８０に自由にアクセスし、データを書き込んだり読み出したりすることが可能であってもよい。
【００３０】
なお、上記の測定制御部１２０、測定データ取得部１３０、静脈位置特定部１４０、静脈深度特定部１５０、血中成分推定部１６０、および測定結果出力部１７０は、測定装置１００の一部として実現されてもよいし、また測定装置１００に接続されたコンピュータなどの外部機器によって実現されてもよい。また、測定部１１０によって生成された測定データがリムーバブル記憶媒体などに格納され、この記憶媒体が測定装置１００から取り外されて、測定制御部１２０、測定データ取得部１３０、静脈位置特定部１４０、静脈深度特定部１５０、血中成分推定部１６０、および測定結果出力部１７０を有する他の装置に接続されることで、測定データが解析されてもよい。
【００３１】
また、本開示の他の実施形態として、上述のような本実施形態に係る測定装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータなどに実装してもよい。かかるコンピュータプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどでありうる。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
【００３２】
（１−２．測定部の構成）
図２は、本開示の第１の実施形態に係る測定装置の測定部の構成を示す図である。図２を参照すると、測定部１１０は、光源部１１１と、マイクロレンズアレイ１１３と、撮像素子１１５とを含む。
【００３３】
光源部１１１は、生体Ｂに対して所定波長の測定光Ｌを照射する。本実施形態において、光源部１１１は、測定光Ｌの射出面が生体Ｂに対向するように、マイクロレンズアレイ１１３に隣接して設けられる。光源部１１１は、マイクロレンズアレイ１１３の端部に設けられてもよい。光源部１１１としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や小型のレーザなどが用いられる。上述のように、光源部１１１は、測定光Ｌとして単一の波長の光を照射してもよいし、また相異なる波長の複数の光を時分割で照射してもよい。
【００３４】
マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ：Ｍｉｃｒｏ  Ｌｅｎｓ  Ａｒｒａｙ）１１３は、生体Ｂの内部で反射・拡散して生体Ｂの表面から放出される測定光Ｌを、撮像素子１１５へと導光する。マイクロレンズアレイ１１３は、例えば格子状に配列された複数の受光レンズを含み、それぞれの受光レンズが、所定の領域の生体Ｂの表面から放出される測定光Ｌを撮像素子１１５の所定の受光素子に導光する。マイクロレンズアレイ１１３は、像面湾曲が少なく深さ方向のひずみがないレンズアレイであるため、マイクロレンズアレイ１１３を用いて測定光Ｌを撮像素子１１５に導光することで、良好な測定データを得ることができる。
【００３５】
撮像素子１１５は、光検出器（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＰＤ）等により受光した測定光Ｌの強度を電気信号に変換して、測定データ取得部１３０に出力する。撮像素子１１５としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型画像センサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型画像センサ、有機ＥＬを受光素子としたセンサ、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型画像センサなどの２次元エリアセンサが用いられる。本実施形態では、撮像素子１１５によって、後述する静脈の位置および深度の特定のための撮像画像と、血中成分の推定のための光量の分布との両方が取得される。従って、撮像素子１１５は、広い波長帯域の光に対応することが望ましい。なお、光源部１１１から相異なる波長の光が時分割で照射される場合、撮像素子１１５は、撮像画像と光量分布とをそれぞれ異なる波長の光を用いて取得してもよい。
【００３６】
ここで、図示されているように、光源部１１１によって照射されて生体Ｂの内部で反射・拡散する測定光Ｌは、その少なくとも一部が生体Ｂの内部に存在する静脈Ｖを通過する。このとき、静脈Ｖの血中成分の特性によって、測定光Ｌには何らかの変化が生じる。測定装置１００では、この測定光Ｌの変化を、マイクロレンズアレイ１１３および撮像素子１１５を用いて測定し、静脈Ｖの血中成分を推定する。上述のように、ここで利用される血中成分の特性は、吸光特性であってもよいし、散乱特性または旋光特性などであってもよい。測定部１１０は、ここで用いられる特性に応じて他の構成要素を適宜含む。例えば、血中成分の旋光特性を利用する場合、マイクロレンズアレイ１１３と生体Ｂとの間には偏光フィルタが設けられてもよい。
【００３７】
図３は、本開示の第１の実施形態において測定光から得られる情報について説明するための図である。生体Ｂは光を極めてよく散乱させる媒質であるため、光源部１１１から照射された測定光Ｌは、生体Ｂの内部を拡散しながら進行し、ある位置で生体Ｂの表面から放出されてマイクロレンズアレイ１１３に入射し、撮像素子１１５によって測定される。
【００３８】
このとき、マイクロレンズアレイ１１３の受光レンズの位置が光源部１１１から離れるほど、生体Ｂのより深い位置まで散乱して体表に戻ってきた測定光Ｌが検出される。つまり、図中のｘ軸方向の位置が光源部１１１から離れている受光レンズほど、より深くまで浸透した測定光Ｌを検出する。本実施形態において、測定装置１００の血中成分推定部１６０は、このような測定光Ｌの光路を、例えばマイクロレンズアレイ１１３の各受光レンズの位置での光の散乱や減衰などの特性をモデル化することによって推定して、血中成分の推定に利用する。
【００３９】
測定光Ｌは、上記のように散乱する過程で、光路上にある血管や皮膚、皮下組織などの体成分によって、特定の波長のエネルギーが吸収されたり、偏光が変化したり、さらに散乱されたりといった影響を受ける。図示されているように、光源部１１１から照射されてマイクロレンズアレイ１１３に入射する測定光Ｌは、光路上にある静脈Ｖだけではなく、同じく生体Ｂの内部に存在する動脈Ａや、皮膚や皮下組織といった体組織の影響をも受ける。従って、静脈Ｖの血中成分を正確に推定するためには、動脈Ａや体組織といった他の成分の影響を測定結果から除外することが望ましい。
【００４０】
そのために、本実施形態では、静脈位置特定部１４０による静脈Ｖの位置の特定や、静脈深度特定部１５０による静脈Ｖの深度の特定が実行される。なお、本実施形態の説明において、「位置」は、測定部１１０に平行な方向での位置、つまり図中のｘ軸およびｙ軸の座標に対応し、「深度」は、測定部１１０に垂直な方向での深度、つまり図中のｚ軸の座標に対応する。
【００４１】
（１−３．静脈位置特定部の処理）
図４は、本開示の第１の実施形態における静脈位置特定部の処理について説明するための図である。図４を参照すると、静脈位置特定部１４０は、（ａ）に示すような測定部１１０によって取得される撮像画像を画像処理して、（ｂ）に示すような静脈Ｖの位置を表す情報を生成する。
【００４２】
測定部１１０の光源部１１１から射出されて生体Ｂの内部に入射した測定光Ｌは、生体Ｂの内部で散乱してマイクロレンズアレイ１１３に入射する。このとき、生体Ｂの内部の静脈Ｖが存在する位置では、静脈血による光吸収が起こり、生体Ｂから放出される測定光Ｌの強度が減少する。従って、測定部１１０によって取得される撮像画像において、静脈Ｖに相当する位置は、周囲よりも輝度が低い領域である。なお、以下では、撮像画像に表される静脈Ｖの形状を、静脈パターンともいう。
【００４３】
静脈位置特定部１４０は、例えば、撮像画像に差分フィルタを適用することによって静脈パターンを抽出する。差分フィルタは、注目している画素とその周囲の画素について、注目している画素と周囲の画素との差分が大きな部分で、大きな値を出力値として出力するフィルタである。換言すれば、差分フィルタは、注目している画素とその近傍の画素との階調値の差分を用いた演算によって、画像中の線や縁を強調するフィルタである。
【００４４】
一般的に、２次元平面の格子点（ｘ，ｙ）を変数とする画像データｕ（ｘ，ｙ）に対して、フィルタｈ（ｘ，ｙ）を用いてフィルタ処理を実行すると、以下の式１０１に示すように、画像データν（ｘ，ｙ）が生成される。なお、以下の式１０１において、“＊”は、畳込み積分（コンボリューション）を表す。
【００４５】
【数１】
0005990906.tif 000002
【００４６】
本実施形態に係る静脈パターンの抽出では、上記の差分フィルタとして、１次空間微分フィルタや２次空間微分フィルタ等の微分フィルタを用いてもよい。１次空間微分フィルタは、注目している画素について、横方向と縦方向の隣接している画素の階調値の差分を算出するフィルタであり、２次空間微分フィルタは、注目している画素について、階調値の差分の変化量が大きくなっている部分を抽出するフィルタである。
【００４７】
上記の２次空間微分フィルタとして、例えば、以下に示すＬｏｇ（Ｌａｐｌａｃｉａｎ  ｏｆ  Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタを用いることが可能である。Ｌｏｇフィルタ（式１０３）は、ガウス関数を用いた平滑化フィルタであるガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタ（式１０２）の２次微分で表される。ここで、以下の式１０２において、σはガウス関数の標準偏差を表し、ガウシアンフィルタの平滑化の度合いを表す変数である。また、以下の式１０３におけるσは、式１０２と同様にガウス関数の標準偏差を表すパラメータであり、σの値を変化させることで、Ｌｏｇフィルタ処理を行なった場合の出力値を変化させることができる。
【００４８】
【数２】
0005990906.tif 000003
【００４９】
静脈位置特定部１４０は、上記のように差分フィルタを適用した後の撮像画像に対して、閾値処理、２値化処理、細線化処理などの後処理を実行してもよい。かかる後処理を経て、図の（ｂ）に示すような静脈パターンのスケルトンが抽出される。静脈位置特定部１４０は、例えば上記のようにして抽出した静脈パターンを、生体の内部に存在する静脈Ｖの位置を表す情報として血中成分推定部１６０に提供する。
【００５０】
（１−４．静脈深度特定部の処理）
図５は、本開示の第１の実施形態における静脈深度特定部の処理について説明するための図である。図５を参照すると、静脈深度特定部１５０は、（ａ）に示すようにして測定部１１０によって取得される（ｂ）に示すような撮像画像を画像処理して、（ｃ）に示すような視差情報を取得する。さらに、静脈深度特定部１５０は、視差情報に基づいて、（ｄ）に示すような静脈Ｖの深度情報を取得する。この際、静脈深度特定部１５０は、Ｌｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙの手法を用いてもよい。
【００５１】
（ａ）に示すように、測定部１１０では、生体Ｂの表面（体表）から放出される測定光が、マイクロレンズアレイ１１３に入射する。上述のように、マイクロレンズアレイ１１３は、格子状などに配列された複数の受光レンズ１１３１を含む。ここで、それぞれの受光レンズ１１３１によって導光された光は、撮像素子１１５上の受光素子１１５１に結像し、受光素子１１５１によって撮像画像が生成される。
【００５２】
ここで、図示されているように、本実施形態において、１つの受光レンズ１１３１には、複数の受光素子１１５１が割り当てられている。同じ受光レンズ１１３１に割り当てられた受光素子１１５１には、ほぼ同じ画像が結像するが、受光素子１１５１の配設位置に応じて各受光素子１１５１に対する撮像対象の方向が異なる。従って、（ｂ）に示すように、同じ受光レンズ１１３１に割り当てられた各受光素子１１５１による撮像画像の間には、縦方向および横方向について視差が含まれる。
【００５３】
例えば、静脈深度特定部１５０は、同じ受光レンズ１１３１に対応するそれぞれの受光素子１１５１から得られた撮像画像を微分処理してエッジを検出する。静脈深度特定部１５０は、エッジによって示される撮像対象の同一の点が、それぞれの撮像画像においてどの場所に位置するかを比較することによって、上記の視差を検出する。ここで検出される視差をマップとして表したものが、（ｃ）に示されている。なお、本実施形態において、受光レンズ１１３１は生体Ｂの内部の静脈Ｖを被写界深度に含むように設定されているため、検出されるエッジは、静脈Ｖの像に由来するものである。
【００５４】
さらに、静脈深度特定部１５０は、上記のようにして検出された撮像画像間の視差と、それぞれの撮像画像を取得した受光素子１１５１の間の位置関係とに関する情報を用いて、受光素子１１５１と撮像対象、すなわち静脈Ｖとの離隔距離を算出する。ここから、受光素子１１５１から生体Ｂまでの距離を減じれば、生体Ｂの表面から静脈Ｖまでの深度が算出される。そのようにして算出された深度のマップが、（ｄ）に示されている。図示された例において、深度が検出されている部分は静脈Ｖの領域であり、深度が検出されていない部分は静脈Ｖ以外の表皮の領域である。
【００５５】
一方、同じ受光レンズ１１３１に対応する各受光素子１１５１の間での撮像対象の方向の違いは、当該受光レンズ１１３１に入射する光の方向の違いでもある。つまり、各受光素子１１５１は、受光レンズ１１３１に入射する互いに異なる方向の光を受光する。例えば特表２００８−５１５１１０号公報などで紹介されているＬｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙの手法を用いれば、各受光レンズ１１３１に対応する受光素子１１５１によって取得された画像によって表される光線をソフトウェア的に合成することで、任意の位置に焦点を合わせた画像を生成することができる。静脈深度特定部１５０は、この技術を用いて、焦点位置を任意に設定した撮像画像を取得し、さらに詳細に静脈Ｖの深度を算出してもよい。
【００５６】
（１−５．血中成分推定部の処理）
図６および図７は、本開示の第１の実施形態における血中成分推定部の処理について説明するための図である。
【００５７】
血中成分推定部１６０は、生体Ｂの静脈Ｖに対応する領域から放出された測定光Ｌの光学スペクトルを解析する。静脈Ｖに対応する領域は、例えば、静脈位置特定部１４０によって特定される静脈Ｖの位置の情報に基づいて把握される。ここで、図６および図７に示すように、静脈Ｖの領域での測定光Ｌの光学スペクトルには、静脈Ｖの血中成分による変化に、動脈Ａの血中成分の影響や、静脈Ｖと生体Ｂの表面との間に存在する皮膚や皮下組織の成分の影響が重畳したものである。そこで、血中成分推定部１６０は、これらの成分の影響を、測定結果から分離する。
【００５８】
まず、皮膚や皮下組織の影響について、血中成分推定部１６０は、静脈深度特定部１５０によって取得された静脈Ｖの深度を示す情報に基づいてこれを分離する。図示されているように、静脈深度特定部１５０による処理の結果として、静脈Ｖの生体Ｂの表面からの深度（例えばＤ１〜Ｄ３）が算出される。血中成分推定部１６０は、この深度Ｄ１〜Ｄ３、すなわち皮膚および皮下組織の厚さに、予め測定された皮膚および皮下組織の光吸収スペクトルを乗じることによって、測定光Ｌの光学スペクトルに混入した皮膚および皮下組織の成分の影響を算出し、測定結果からこれを取り除く。
【００５９】
次に、動脈Ａの血中成分の影響について、血中成分推定部１６０は、静脈位置特定部１４０によって取得された静脈Ｖの位置を示す情報と、測定光Ｌの光学スペクトルの時系列変化とに基づいてこれを分離する。例えば、血中成分推定部１６０は、静脈Ｖの位置に隣接する領域で検出された測定光Ｌの光学スペクトルに含まれる、脈拍に同期した時間変化成分を抽出し、このベクトル成分を動脈の拍動に由来する成分として測定結果から取り除く。静脈Ｖの位置に隣接する領域で検出された測定光Ｌの光学スペクトルを用いるのは、この隣接領域で検出される測定光Ｌは、静脈Ｖを通過していないと考えられ、ノイズ成分を示す光学スペクトルとして適切と考えられるためである。
【００６０】
血中成分推定部１６０は、以上のような処理によって、静脈Ｖの領域から放出された測定光Ｌの光学スペクトルから動脈Ａや皮膚、皮膚組織の影響を分離する。測定装置１００では、血中成分推定部１６０が、動脈Ａや皮膚、皮膚組織の影響が分離された光学スペクトルを解析することによって、より正確に静脈Ｖの血中成分を推定することができる。
【００６１】
（１−６．処理フロー）
図８は、本開示の第１の実施形態における処理を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、測定部１１０が、生体を測定する（ステップＳ１０１）。ここで、測定部１１０は、光源部１１１から測定光Ｌを照射して生体Ｂに入射させ、生体Ｂの内部で散乱して生体Ｂの表面から放出される測定光Ｌをマイクロレンズアレイ１１３に入射させて撮像素子１１５で受光することによって、生体Ｂを測定する。
【００６３】
次に、静脈位置特定部１４０が、生体Ｂの内部にある静脈Ｖの位置を特定する（ステップＳ１０３）。ここで、静脈位置特定部１４０は、例えば撮像素子１１５によって取得された生体Ｂの撮像画像に差分フィルタを用いた画像処理を適用することによって、静脈Ｖの位置を特定する。
【００６４】
次に、静脈深度特定部１５０が、静脈Ｖの深度を特定する（ステップＳ１０５）。ここで、静脈深度特定部１５０は、マイクロレンズアレイ１１３の受光レンズ１１３１に対応する撮像素子１１５の複数の受光素子１１５１によってそれぞれ取得された撮像画像から抽出される視差に基づいて、静脈Ｖの深度を特定する。
【００６５】
次に、血中成分推定部１６０が、静脈深度特定部１５０によって特定された静脈Ｖの深度に基づいて、静脈Ｖと生体Ｂの表面との間に存在する皮膚や皮下組織などの体組織の厚さを推定し、この厚さ分の体組織の影響を、静脈Ｖの領域で撮像素子１１５によって取得された測定光Ｌの光学スペクトルから分離する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
次に、血中成分推定部１６０が、静脈Ｖの位置に隣接する領域での測定光Ｌの光学スペクトルの、脈拍に同期する時間変化成分を、動脈成分の影響として、静脈Ｖの位置で撮像素子１１５によって取得された測定光Ｌの光学スペクトルから分離する（ステップＳ１０９）。
【００６７】
次に、血中成分推定部１６０が、ステップＳ１０７およびステップＳ１０９で動脈Ａや皮膚、皮膚組織の影響が分離された光学スペクトルに基づいて、静脈Ｖの血中成分を推定する（ステップＳ１１１）。
【００６８】
なお、上記の処理フローで、例えばステップＳ１０１で取得される撮像画像を入力とするステップＳ１０３とステップＳ１０５とは、ステップＳ１０１の実行後に並行して、または逆順で実行されてもよい。また、同様に、ステップＳ１０３で特定される静脈Ｖの位置の情報を用いるステップＳ１０９は、ステップＳ１０５またはステップＳ１０７と並行して、またはこれらのステップよりも先に実行されてもよい。
【００６９】
以上、本開示の第１の実施形態について説明した。本実施形態では、生体Ｂの内部に存在する測定対象である静脈Ｖの位置や深さを特定することによって、静脈Ｖの領域で検出された測定光Ｌの光学スペクトルから体成分の影響や動脈Ａの影響を分離し、静脈Ｖの血中成分を正確に測定することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、測定部１１０にマイクロレンズアレイ１１３および撮像素子１１５を含む光学系を用いることによって、測定部１１０を薄型化することができる。ここで、マイクロレンズアレイ１１３の各受光レンズ１１３１には、撮像素子１１５の複数の受光素子１１５１が対応する。視差情報による静脈Ｖの深度の特定と、撮像画像の解像度とを両立させることができる。また、光源部１１１をマイクロレンズアレイ１１３に隣接して設けることによって、測定部１１０を小型化することができる。
【００７１】
（２．第２の実施形態）
次に、図９を参照して、本開示の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置では、測定部２１０の構成が上記の第１の実施形態に係る測定部１１０とは異なるが、それ以外の構成要素はほぼ同じであるため、測定部２１０以外についての詳細な説明は省略する。
【００７２】
図９を参照すると、測定部２１０は、光源部１１１と、マイクロレンズアレイ１１３と、撮像素子２１５と、光検出器２１７とを含む。光源部１１１およびマイクロレンズアレイ１１３は、第１の実施形態と同様の構成要素である。
【００７３】
撮像素子２１５は、第１の実施形態の撮像素子１１５とは異なり、専ら撮像画像を取得し、測定光Ｌの光量の分布を取得しない。従って、撮像素子２１５は、必ずしも広い波長帯域の光に対応していなくてもよい。また、後述するように、本実施形態では、生体Ｂから見て撮像素子２１５をはさんだ反対側に設けられる光検出器２１７によって測定光Ｌの光量の分布が取得される。このため、撮像素子２１５には、光検出器２１７による検出の対象になる波長の光を透過するシリコンなどの材料が用いられる。
【００７４】
光検出器２１７は、生体Ｂから見て撮像素子２１５の奥側に設けられ、測定光Ｌの光量の分布を取得する。光検出器２１７は、例えばインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）などの材料を用いた、広い波長帯域の光に対応するものであることが望ましい。
【００７５】
以上で説明した本開示の第２の実施形態では、生体Ｂの撮像画像を取得する撮像素子２１５とは別に、測定光Ｌを検出する光検出器２１７が設けられる。従って、本実施形態では、撮像素子２１５を広帯域対応にしなくてもよい。
【００７６】
（３．第３の実施形態）
次に、図１０を参照して、本開示の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置では、測定部３１０の構成が上記の第１の実施形態に係る測定部１１０とは異なるが、それ以外の構成要素はほぼ同じであるため、測定部３１０以外についての詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１０を参照すると、測定部３１０は、光源部１１１と、マイクロレンズアレイ１１３，３１３と、撮像素子２１５，３１５とを含む。光源部１１１およびマイクロレンズアレイ１１３は、第１の実施形態と同様の構成要素である。撮像素子２１５は、第２の実施形態と同様の構成要素である。
【００７８】
マイクロレンズアレイ３１３および撮像素子３１５は、第２の実施形態での光検出器２１７の代わりに用いられる。つまり、マイクロレンズアレイ３１３および撮像素子３１５は、生体Ｂから見て撮像素子２１５の奥側に設けられる。つまり、マイクロレンズアレイ１１３および撮像素子２１５と、マイクロレンズアレイ３１３および撮像素子３１５とは、測定光Ｌが放出される方向に重畳されている。
【００７９】
上記の光検出器２１７と同様に、撮像素子３１５は、測定光Ｌの光量の分布を取得するために、例えばインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）などの材料を用いた、広い波長帯域の光に対応するものであることが望ましい。なお、マイクロレンズ３１３および撮像素子３１５の面積は、マイクロレンズアレイ１１３および撮像素子２１５の面積よりも小さくてよい。
【００８０】
以上で説明した本開示の第３の実施形態では、生体Ｂの撮像画像を取得する撮像素子２１５とは別に、測定光Ｌを検出する別のマイクロレンズアレイ３１３および別の撮像素子３１５が設けられる。これによって、撮像素子２１５を広帯域対応にしなくてもよいのに加えて、測定部１１０を薄型化することができる。
【００８１】
（４．第４の実施形態）
次に、図１１を参照して、本開示の第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置では、測定部４１０の構成が上記の第１の実施形態に係る測定部１１０とは異なるが、それ以外の構成要素はほぼ同じであるため、測定部４１０以外についての詳細な説明は省略する。
【００８２】
図１１を参照すると、測定部４１０は、光源部４１１と、マイクロレンズアレイ１１３と、撮像素子１１５とを含む。マイクロレンズアレイ１１３および撮像素子１１５は、第１の実施形態と同様の構成要素である。
【００８３】
光源部４１１は、生体Ｂに対して所定波長の測定光Ｌを照射する。光源部４１１は、例えば、ＬＥＤアレイ、偏光フィルタ、および対物レンズなどを含む。光源部４１１は、測定光Ｌの射出面が生体Ｂに対向するように配置される点では第１の実施形態に係る光源部１１１と同様であるが、マイクロレンズアレイ１１３とは離隔して設けられる点が光源部１１１とは異なる。
【００８４】
図示されているように、本実施形態では、光源部４１１から照射されてマイクロレンズアレイ１１３に入射する測定光Ｌが、生体Ｂの内部のより広い範囲を通過する。つまり、測定部４１０は、生体Ｂの内部のより広い範囲について、測定データを取得することができる。従って、例えば被測定者が測定部４１０に載置する生体Ｂの位置や向きに関わらず、静脈Ｖの血中成分を測定することができる。
【００８５】
（５．第５の実施形態）
次に、図１２を参照して、本開示の第５の実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置では、測定部５１０の構成が上記の第１の実施形態に係る測定部１１０とは異なるが、それ以外の構成要素はほぼ同じであるため、測定部５１０以外についての詳細な説明は省略する。
【００８６】
図１２を参照すると、測定部５１０は、光源部４１１と、マイクロレンズアレイ１１３と、撮像素子２１５と、光検出器２１７とを含む。光源部４１１は、第４の実施形態と同様の構成要素である。マイクロレンズアレイ１１３、撮像素子２１５、および光検出器２１７は、第２の実施形態と同様の構成要素である。
【００８７】
このように、本実施形態は、上記の第２の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせたものである。従って、生体Ｂの内部のより広い範囲について測定データを取得することができるのに加えて、撮像素子２１５を広帯域対応にしなくてもよい。
【００８８】
（６．第６の実施形態）
次に、図１３を参照して、本開示の第６の実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置では、測定部６１０の構成が上記の第１の実施形態に係る測定部１１０とは異なるが、それ以外の構成要素はほぼ同じであるため、測定部６１０以外についての詳細な説明は省略する。
【００８９】
図１３を参照すると、測定部６１０は、光源部４１１と、マイクロレンズアレイ１１３，３１３と、撮像素子２１５，３１５とを含む。光源部４１１は、第４の実施形態と同様の構成要素である。マイクロレンズアレイ１１３，３１３、撮像素子２１５，３１５は、第３の実施形態と同様の構成要素である。
【００９０】
このように、本実施形態は、上記の第３の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせたものである。従って、生体Ｂの内部のより広い範囲について測定データを取得することができるのに加えて、撮像素子２１５を広帯域対応にしなくてもよく、また測定部６１０を薄型化することができる。
【００９１】
（７．補足）
以上で説明したように、本開示の実施形態では、光学測定によって静脈の血中成分を正確に測定することができる。これによって、例えば、病院で計測する静脈血の血中成分分析と同様の計測が、非侵襲でできるようになる。また、従来の体液の解析よりも少ない頻度のキャリブレーションでの血中成分分析が可能になる。また、皮膚組織などによる影響をキャンセルすることで、個人差による測定結果への影響を軽減できる。また、静脈血では動脈血よりも食事などの影響による血中成分の変化が緩やかであるため、安定した計測が可能である。
【００９２】
（ハードウェア構成）
最後に、図１４を参照しながら、本開示の実施形態に係る測定装置を実現可能な情報処理装置９００のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１４は、本開示の実施形態に係る情報処理装置９００のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【００９３】
情報処理装置９００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、情報処理装置９００は、更に、ホストバス９０７、ブリッジ９０９、外部バス９１１、インターフェース９１３、センサ９１４、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３および通信装置９２５を備える。
【００９４】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９、またはリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置９００内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。
【００９５】
ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。
【００９６】
センサ９１４は、例えば、ユーザに固有の生体情報、または、かかる生体情報を取得するために用いられる各種情報を検出する検出手段である。このセンサ９１４として、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の各種の撮像素子を挙げることができる。また、センサ９１４は、生体部位を撮像するために用いられるレンズ等の光学系や光源等を更に有していてもよい。また、センサ９１４は、音声等を取得するためのマイクロフォン等であってもよい。なお、センサ９１４は、上述のもの以外にも、温度計、照度計、湿度計、速度計、加速度計などの様々な測定機器を備えていてもよい。
【００９７】
入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段であってもよいし、情報処理装置９００の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２９であってもよい。さらに、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。情報処理装置９００のユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、情報処理装置９００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００９８】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１７は、例えば、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
【００９９】
ストレージ装置９１９は、情報処理装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種データなどを格納する。
【０１００】
ドライブ９２１は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙメディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２７は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。
【０１０１】
接続ポート９２３は、機器を情報処理装置９００に直接接続するためのポートである。接続ポート９２３の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９２３の別の例として、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置９００は、外部接続機器９２９から直接各種データを取得したり、外部接続機器９２９に各種データを提供したりする。
【０１０２】
通信装置９２５は、例えば、通信網９３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９２５に接続される通信網９３１は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。
【０１０３】
以上、本開示の実施形態に係る情報処理装置９００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【０１０４】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０５】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定部と、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定する静脈深度特定部と、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定部と
を備える測定装置。
（２）前記血中成分推定部は、前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外して前記静脈の血中成分を推定する、前記（１）に記載の測定装置。
（３）前記血中成分推定部は、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報と、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報とを比較して前記静脈の血中成分を推定する、前記（１）または（２）に記載の測定装置。
（４）前記血中成分推定部は、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報を用いて、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報を補正して前記静脈の血中成分を推定する、前記（３）に記載の測定装置。
（５）前記血中成分推定部は、前記隣接領域で検出された測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記時間変化成分を除外して前記静脈の血中成分を推定する、前記（４）に記載の測定装置。
（６）前記測定部は、前記撮像画像を取得する撮像素子を含み、
前記撮像素子では、１つの前記受光レンズに対して複数の受光素子が割り当てられ、
前記静脈深度特定部は、同じ受光レンズに対応する前記複数の受光素子によってそれぞれ取得される前記撮像画像から抽出される視差の情報に基づいて前記静脈の深度を特定する、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の測定装置。
（７）前記静脈深度特定部は、Ｌｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙの手法を用いて前記撮像画像から前記視差の情報を抽出する、前記（６）に記載の測定装置。
（８）前記血中成分推定部は、前記血中成分の推定結果を、予め採血によって計測された血中成分に基づいてキャリブレーションする、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の測定装置。
（９）前記測定部は、前記放出される測定光を検出するとともに前記撮像画像を取得する撮像素子を含む、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の測定装置。
（１０）前記測定部は、前記放出される測定光を検出する検出器と、前記撮像画像を取得する撮像素子とを含む、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の測定装置。
（１１）前記測定部は、前記レンズアレイとは別のレンズアレイおよび前記撮像素子とは別の撮像素子を前記検出器として含む、前記（１０）に記載の測定装置。
（１２）前記撮像素子と前記検出器とは、前記測定光が放出される方向に重畳され、前記撮像素子は測定光の少なくとも一部を透過させる、前記（１０）または（１１）に記載の測定装置。
（１３）前記測定部は、前記測定光を照射する光源部を含み、
前記光源部は、前記レンズアレイの端部に設けられる、前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の測定装置。
（１４）前記測定部は、前記測定光を照射する光源部を含み、
前記光源部は、前記レンズアレイとは離隔して設けられる、前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の測定装置。
（１５）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得することと、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定することと、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定することと、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定することと
を含む測定方法。
（１６）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能と
を実現させるためのプログラム。
（１７）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、
前記静脈の位置および前記静脈の深度を利用して、前記検出された測定光から得られる情報に基づいて前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能と
を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（１８）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定部と、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定する静脈深度特定部と、
前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外するとともに、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記時間変化成分をさらに除外して前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定部と
を備える測定装置。
（１９）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得することと、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定することと、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定することと、
前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外するとともに、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記時間変化成分をさらに除外して前記静脈の血中成分を推定することと
を含む測定方法。
（２０）生体の少なくとも一部に対して所定波長の測定光を照射し、前記生体内で散乱されて前記生体の表面から放出される前記測定光を検出するとともに、該放出される測定光をアレイ状に配設された複数の受光レンズを有するレンズアレイを用いて集光して前記生体の撮像画像を取得する測定部と通信可能なコンピュータに、
前記撮像画像に基づいて前記生体の内部に存在する静脈の位置を特定する静脈位置特定機能と、
前記撮像画像に基づいて前記静脈の深度を特定する静脈深度特定機能と、
前記静脈の深度に基づいて前記生体の表面と前記静脈との間に存在する体組織の厚さを推定し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記推定された厚さ分の前記体組織の影響を除外するとともに、前記静脈の位置に隣接する隣接領域で検出された測定光から得られる情報から前記生体の内部に存在する動脈の拍動に由来する時間変化成分を抽出し、前記静脈の位置で検出された測定光から得られる情報から前記時間変化成分をさらに除外して前記静脈の血中成分を推定する血中成分推定機能と
を実現させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０１０６】
１００    測定装置
１１０    測定部
１４０    静脈位置特定部
１５０    静脈深度特定部
１６０    血中成分推定部
１８０    記憶部
【図１】
0005990906.tif 000004
【図２】
0005990906.tif 000005
【図３】
0005990906.tif 000006
【図６】
0005990906.tif 000007
【図７】
0005990906.tif 000008
【図８】
0005990906.tif 000009
【図９】
0005990906.tif 000010
【図１０】
0005990906.tif 000011
【図１１】
0005990906.tif 000012
【図１２】
0005990906.tif 000013
【図１３】
0005990906.tif 000014
【図１４】
0005990906.tif 000015
【図４】
0005990906.tif 000016
【図５】
0005990906.tif 000017