(57)【要約】【課題】量子化ノイズを低減する。【解決手段】計測装置は、光を照射する照射部（１１０）と、照射部が照射した光を受光する第１受光部（１２１）と、光が散乱体（２００）によって散乱された散乱光を受光する第２受光部（１２２）と、第１受光部の受光信号（Ｋｍ）及び目標光量情報（Ｋｔ）に基づいて、デジタル制御信号（Ｋｃ）を出力する制御部（１４０）と、デジタル制御信号をアナログ制御信号（Ｖｏ）に変換し、照射部を駆動する駆動部（１１５）に出力する変換部（１５０）と、第１受光部の受光信号、第２受光部の受光信号（Ｋｋ）、及び目標光量情報に基づいて、規格化光量信号（Ｋｓ）を生成する規格化部（１６０）とを備える。【選択図】図１
2018105675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する照射部と、
前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、
前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御部と、
前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換部と、
前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化部と
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記規格化光量信号に基づいて、前記散乱体に関する情報を推定する推定部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記規格化部は、前記目標光量情報が示す目標光量を前記第１受光部の受光信号が示す第１受光量で除した値を、前記第２受光部の受光信号が示す第２受光量に乗じて、前記規格化光量信号を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
光を照射する照射部と、
前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、
前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部の受光信号に基づいて、前記照射部が照射する光が目標光量となるように、前記照射部を制御する制御部と、
前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量を示す目標光量情報に基づいて、前記制御部における量子化に伴うノイズを低減した規格化光量信号を生成する規格化部と
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項５】
光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、を備える計測装置を用いた計測方法であって、
前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御工程と、
前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換工程と、
前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化工程と
を含むことを特徴とする計測方法。
【請求項６】
光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、を備える計測装置に用いるコンピュータプログラムであって、
前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御工程と、
前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換工程と、
前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化工程と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を照射して被検体に関する情報を計測する計測装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、計測対象に光を照射すると共に散乱光を受光して、計測対象に関する情報を測定するものが知られている。例えば特許文献１では、非侵襲で生体にレーザ光を照射すると共に反射光を検出し、レーザ光が生体により吸収された度合（即ち、吸光度）に基づいて目的の成分（例えば、血液中のグルコース）の濃度などを測定する共焦点光学系を用いた生体成分測定装置が開示されている。特許文献１には、レーザ光の出力光をレーザ近傍にある受光素子でモニタし、モニタした信号を用いて共焦点光学系での計測値を規格化することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、レーザ光を出力するレーザダイオードがアナログ信号によって制御されている。具体的には、レーザダイオードの出力光をモニタする受光素子の出力信号は、ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される前に、レーザダイオード駆動回路に入力されている。
【０００５】
これに対し、レーザダイオードをデジタル信号にて制御することも考えられる。この場合、レーザ制御部がデジタル信号である制御信号を一度ＤＡ変換器に出力し、当該ＤＡ変換器がアナログ制御信号を制御電圧としてＬＤ駆動回路に出力するようにすればよい。
【０００６】
しかしながら、上述した構成では、ＤＡ変換器の精度に起因して、制御電圧に量子化ノイズが現れてしまう。量子化ノイズは高精度のＤＡ変換器を使うことでも低減可能であるが、その場合コストの増大は避けられない。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、量子化ノイズを低減可能な計測装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の計測装置は、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御部と、前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換部と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化部とを備える。
【０００９】
上記課題を解決するための第２の計測装置は、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、前記第１受光部の受光信号に基づいて、前記照射部が照射する光が目標光量となるように、前記照射部を制御する制御部と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量を示す目標光量情報に基づいて、前記制御部における量子化に伴うノイズを低減した規格化光量信号を生成する規格化部とを備える。
【００１０】
上記課題を解決するための計測方法は、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、を備える計測装置を用いた計測方法であって、前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御工程と、前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換工程と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化工程とを含む。
【００１１】
上記課題を解決するためのコンピュータプログラムは、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、を備える計測装置に用いるコンピュータプログラムであって、前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御工程と、前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換工程と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化工程とをコンピュータに実行させる。
【００１２】
上記課題を解決するための記録媒体は、上述したコンピュータプログラムが記録されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係る計測装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】制御値Ｋｃと制御電圧Ｖｏとの関係を示すグラフである。
【図３】制御値Ｋｃ＝Ｋｃ１の場合の制御電圧Ｖｏの経時変化の一例を示すグラフである。
【図４】制御値Ｋｃ＝Ｋｃ２の場合の制御電圧Ｖｏの経時変化の一例を示すグラフである。
【図５】計測光量Ｋｋ及び規格化光量Ｋｓを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜１＞
本実施形態に係る第１の計測装置は、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御部と、前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換部と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化部とを備える。
【００１５】
本実施形態に係る第１の計測装置の動作時には、照射部から光が照射される。照射される光は、例えばレーザ光であり、ファブリペロー型（ＦＰ）レーザ光源等を用いて照射される。
【００１６】
照射部から照射された光は、第１受光部に受光される。第１受光部は、受光した光の強度に応じた受光信号を出力する。一方で、照射部から照射された光は、散乱体によって散乱されて散乱光となり、第２受光部にも受光される。第２受光部は、受光した散乱光の強度に応じた受光信号を出力する。
【００１７】
本実施形態では、照射部が照射すべき目標光量が予め設定されている。目標光量は、例えばメモリ等に記憶されており、目標光量情報として適宜読み出し可能となっている。第１受光部で光が受光されると、第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号が出力される。デジタル制御信号は、例えば第１受光部の受光信号が示す受光量と、目標光量情報が示す目標光量との差分を示す情報を含む信号である。
【００１８】
デジタル制御信号は、変換部によってアナログ制御信号に変換され、照射部を駆動する駆動部に出力される。これにより、照射部から照射される光量を目標光量に近づける制御が実現される。
【００１９】
ここで特に、デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換する際には、変換部の処理能力に起因して量子化に伴うノイズ（以下、適宜「量子化ノイズ」と称する）が発生してしまうことがある。具体的には、変換前のデジタル制御信号の精度よりも変換部の精度が低い場合、変換後の値が離散的なものとなり、出力された信号には矩形波ノイズが現れてしまう。量子化ノイズは、散乱光を受光する第２受光部の受光信号にも影響を与える。このため、第２受光部の受光信号にも矩形波ノイズが含まれてしまう。
【００２０】
しかるに本実施形態では、第１受光部の受光信号、第２受光部の受光信号、及び目標光量情報に基づいて、規格化光量信号が生成される。具体的には、第２受光部の受光信号（即ち、散乱光量を示す信号）が、第１受光部の受光信号及び目標光量を用いて規格化される。規格化された規格化光量信号からは、第２受光信号に含まれる矩形波ノイズが低減されている。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態に係る第１の計測装置によれば、量子化ノイズの影響を低減した信号を得ることが可能である。
【００２２】
＜２＞
本実施形態に係る計測装置の一態様では、前記規格化光量信号に基づいて、前記散乱体に関する情報を推定する推定部を更に備える。
【００２３】
この態様によれば、量子化ノイズの影響が低減された規格化光量信号を用いることで、散乱体に関する情報を、より正確に推定することが可能である。
【００２４】
＜３＞
本実施形態に係る計測装置の他の態様では、前記目標光量情報が示す目標光量を前記第１受光部の受光信号が示す第１受光量で除した値を、前記第２受光部の受光信号が示す第２受光量に乗じて、前記規格化光量信号を生成する。
【００２５】
この態様によれば、第２受光部の受光信号に含まれる量子化ノイズが、第１受光部の受光信号に含まれる量子化ノイズで相殺されるため、量子化ノイズの影響を効果的に低減することが可能である。
【００２６】
＜４＞
本実施形態に係る第２の計測装置は、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、前記第１受光部の受光信号に基づいて、前記照射部が照射する光が目標光量となるように、前記照射部を制御する制御部と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量を示す目標光量情報に基づいて、前記制御部における量子化に伴うノイズを低減した規格化光量信号を生成する規格化部とを備える。
【００２７】
本実施形態に係る第２の計測装置の動作時には、照射部から光が照射される。照射される光は、例えばレーザ光であり、ファブリペロー型（ＦＰ）レーザ光源等を用いて照射される。
【００２８】
照射部から照射された光は、第１受光部に受光される。第１受光部は、受光した光の強度に応じた受光信号を出力する。一方で、照射部から照射された光は、散乱体によって散乱されて散乱光となり、第２受光部にも受光される。第２受光部は、受光した散乱光の強度に応じた受光信号を出力する。
【００２９】
本実施形態では、照射部が照射すべき目標光量が予め設定されている。第１受光部で光が受光されると、第１受光部の受光信号に基づいて、照射部が照射する光が目標光量となるように照射部が制御される。具体的には、第１受光部で受光された受光量を、目標光量に近づけるための制御が行われる。
【００３０】
しかしながら、上述した制御では量子化ノイズが発生してしまうことがある。具体的には、出力される信号に矩形波ノイズが現れてしまう。量子化ノイズは照射部の制御に影響を与えるため、散乱光を受光する第２受光部の受光信号にも量子化ノイズの影響が現れてしまう。
【００３１】
しかるに本実施形態では、第１受光部の受光信号、第２受光部の受光信号、及び目標光量情報に基づいて、規格化光量信号が生成される。具体的には、第２受光部の受光信号（即ち、散乱光量を示す信号）が、第１受光部の受光信号及び目標光量を用いて規格化される。規格化された規格化光量信号からは、第２受光信号に含まれる量子化ノイズが低減されている。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る第２の計測装置によれば、量子化ノイズの影響を低減した信号を得ることが可能である。
【００３３】
＜５＞
本実施形態に係る計測方法は、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、を備える計測装置を用いた計測方法であって、前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御工程と、前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換工程と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化工程とを含む。
【００３４】
本実施形態に係る計測方法によれば、上述した本実施形態に係る第１の計測装置と同様に、量子化ノイズの影響を低減した信号を得ることが可能である。
【００３５】
なお、本実施形態に係る計測方法においても、上述した本実施形態に係る計測装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００３６】
＜６＞
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、光を照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受光する第１受光部と、前記光が散乱体によって散乱された散乱光を受光する第２受光部と、を備える計測装置に用いるコンピュータプログラムであって、前記第１受光部の受光信号及び目標光量情報に基づいて、デジタル制御信号を出力する制御工程と、前記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変換し、前記照射部を駆動する駆動部に出力する変換工程と、前記第１受光部の受光信号、前記第２受光部の受光信号、及び前記目標光量情報に基づいて、規格化光量信号を生成する規格化工程とをコンピュータに実行させる。
【００３７】
本実施形態に係るコンピュータプログラムによれば、上述した本実施形態に係る計測方法と同様の工程を実行させることで、量子化ノイズの影響を低減した信号を得ることが可能である。
【００３８】
なお、本実施形態に係るコンピュータプログラムにおいても、上述した本実施形態に係る計測装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００３９】
＜７＞
本実施形態に係る記録媒体は、上述したコンピュータプログラムが記録されている。
【００４０】
本実施形態に係る記録媒体によれば、上述したコンピュータプログラムを実行させることで、量子化ノイズの影響を低減した信号を得ることが可能である。
【００４１】
本実施形態に係る計測装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。
【実施例】
【００４２】
以下では、図面を参照して計測装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体の実施例について詳細に説明する。なお、以下では、計測装置がチューブ内を流れる流体（例えば、血液）に関する情報を測定する装置に適用される場合を例にとり説明を進める。
【００４３】
＜全体構成＞
先ず、図１を参照して、本実施例に係る計測装置の全体構成について説明する。図１は、実施例に係る計測装置の全体構成を示すブロック図である。
【００４４】
図１において、本実施例に係る計測装置は、半導体レーザ１１０と、ＬＤ駆動器１１５と、第１光量検出器１２１及び第２光量検出器１２２と、第１ＡＤ変換器１３１及び第２ＡＤ変換器１３２と、レーザ制御部１４０と、ＤＡ変換器１５０と、規格化部１６０と、推定部１７０とを備えて構成されている。
【００４５】
半導体レーザ１１０は、「照射部」の一具体例であり、ＬＤ駆動器１１５において発生された駆動電流Ｉｄに応じたレーザ光を、第１光量検出器１２１及び被検体２００に照射する。
【００４６】
第１光量検出器１２１は、「第１受光部」の一具体例であり、例えばフォトダイオードを備えて構成されている。第１光量検出器１２１は、半導体レーザ１１０から照射された光をモニタ光として受光し、モニタ光の受光量に応じた第１光量電圧Ｖｋ１を、第１ＡＤ変換器１３１に出力する。
【００４７】
第２光量検出器１２２は、「第２受光部」の一具体例であり、例えばフォトダイオードを備えて構成されている。第２光量検出器１２２は、半導体レーザ１１０の出射光が被検体２００において散乱された散乱光を受光し、散乱光の受光量に応じた第２光量電圧Ｖｋ２を、第２ＡＤ変換器１３２に出力する。
【００４８】
第１ＡＤ変換器１３１は、入力された第１光量電圧Ｖｋ１に応じて、量子化したモニタ光量Ｋｍをレーザ制御部１４０及び規格化部１６０に夫々出力する。第２ＡＤ変換器１３２は、入力された第２光量電圧Ｖｋ２に応じて、量子化した計測光量Ｋｋを規格化部１６０に出力する。
【００４９】
レーザ制御部１４０は、「制御部」の一具体例であり、モニタ光量Ｋｍと目標光量Ｋｔとの差分に応じて、制御値Ｋｃを出力する。なお、レーザ制御部１４０は、例えばモニタ光量Ｋｍが目標光量Ｋｔよりも大きい場合は、半導体レーザ１１０の発生する光量が目標とする光量を超えていると判断し、制御値Ｋｃを減少させる。逆に、モニタ光量Ｋｍが目標光量Ｋｔよりも小さい場合は、半導体レーザ１１０の発生する光量が目標とする光量に満たないと判断し、制御値Ｋｃを増加させる。このように制御値Ｋｃを変化させることで、半導体レーザ１１０の光量が、目標光量Ｋｔに近づくように制御される。
【００５０】
なお、目標光量Ｋｔは、半導体レーザ１１０が照射すべき光量として装置固体毎に予め設定された値であり、例えばメモリ等に記憶されている。例えば、第１光量検出器１２１は、受光量に応じた第１光量電圧Ｖｋ１を出力するが、装置毎に搭載される部品に光学的または電気的なばらつきが生じているため、同一の光量を受光しても、第１光量電圧Ｖｋ１には、ばらつきが生じる。このばらつきを解消するために、装置毎に半導体レーザ１１０を同一光量で発光させた時に得られるモニタ光量を、目標光量Ｋｔとして装置固体毎に設定する。
【００５１】
ＤＡ変換器１５０は、「変換部」の一具体例であり、入力された制御値Ｋｃに応じた制御電圧Ｖｏを、レーザ駆動器１１５に出力する。なお、ＤＡ変換器１５０では、デジタル信号をアナログ信号に変換する際に、処理能力に応じた量子化ノイズが発生する。この量子化ノイズについては後に詳述する。
【００５２】
規格化部１６０は、第２ＡＤ変換器１３２から入力される計測光量Ｋｋを、モニタ光量Ｋｍ及び目標光量Ｋｔを用いて規格化して、規格化光量Ｋｓを出力する。規格化部１６０における具体的な規格化処理については後に詳述する。
【００５３】
推定部１７０は、規格化部１６０から入力される規格化光量Ｋｓを用いて、被検体２００に関する情報（例えば、濃度、或いは流速や流量）を推定する。なお、推定部１７０における推定については、既存の各種技術を採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。推定部１７０の推定結果は、図示せぬ外部装置（例えば、ディスプレイ等）に出力される。
【００５４】
＜量子化ノイズの発生原理＞
次に、図２から図４を参照して、ＤＡ変換器１５０で発生し得る量子化ノイズの発生原理について詳細に説明する。図２は、制御値Ｋｃと制御電圧Ｖｏとの関係を示すグラフである。図３は、制御値Ｋｃ＝Ｋｃ１の場合の制御電圧Ｖｏの経時変化の一例を示すグラフであり、図４は、制御値Ｋｃ＝Ｋｃ２の場合の制御電圧Ｖｏの経時変化の一例を示すグラフである。
【００５５】
図２に示すように、ＤＡ変換器１５０から出力される制御電圧Ｖｏは、ＤＡ変換器１５０の最小設定単位間隔で、離散的な値となる。図２に示す例は、ＤＡ変換器１５０に入力される制御値Ｋｃの精度よりも、ＤＡ変換器１５０の精度が低い場合（例えば、制御値Ｋｃの精度が１６ｂｉｔで、ＤＡ変換器１５０の精度が１２ｂｉｔであるような場合）を想定しており、ＤＡ変換器１５０の最小設定単位が縦軸Ｖｏの黒丸で示されており、制御値Ｋｃの最小設定単位は横軸Ｋｃの白丸で示されている。
【００５６】
目標光量Ｋｔが、ＫｃＬとＫｃＨの間である場合には、ＶｏＬかＶｏＬのいずれかが選択される。ここでＶｏＬが選択された場合、半導体レーザ１１０の光量は目標光量Ｋｔに対応した光量よりも低くなり、モニタ光量Ｋｍは小さくなる。よって、目標光量Ｋｔ＞モニタ光量Ｋｍとなり、その後の制御値Ｋｃは増加される。制御値Ｋｃが増加していくと、その結果、制御電圧がＶｏＬからＶｏＨに変更される。一方、ＶｏＨが選択された場合、半導体レーザ１１０の光量は目標光量Ｋｔに対応した光量よりも高くなり、モニタ光量Ｋｍは大きくなる。よって、目標光量Ｋｔ＜モニタ光量Ｋｍとなり、その後の制御値Ｋｃは減少される。制御値Ｋｃが減少していくと、その結果、制御電圧がＶｏＨからＶｏＬに変更される。
【００５７】
目標光量ＫｔがＫｃＬとＫｃＨの間の場合には、目標光量Ｋｔに対応した制御電圧を出力できず、ＶｏＬまたはＶｏＨが出力されるため、上述した動作が繰り返される。
【００５８】
図３に示すように、目標光量Ｋｃ＝Ｋｃ１の場合、制御電圧Ｖｏは、ＶｏＬまたはＶｏＨとして出力され、ＶｏＨの期間よりもＶｏＬの期間が長くなる。これは、Ｋｃ１に対応する制御電圧がＶｏ１であるが（図２参照）、Ｖｏ１を出力することができないために、ＶｏＬまたはＶｏＨのいずれかを出力せざるを得ないからである。
【００５９】
図４に示すように、目標光量Ｋｃ＝Ｋｃ２の場合、制御電圧Ｖｏは、ＶｏＬまたはＶｏＨとして出力され、ＶｏＨの期間よりもＶｏＬの期間が短くなる。これは、Ｋｃ２に対応する制御電圧がＶｏ２であるが（図２参照）、Ｖｏ２を出力することができないために、ＶｏＬまたはＶｏＨのいずれかを出力せざるを得ないからである。
【００６０】
以上のように、制御電圧Ｖｏは、ＶｏＬまたはＶｏＨとして出力せざるを得ないため、図３及び図４のような矩形波となる。この矩形波部分が、いわゆる量子化ノイズである。量子化ノイズが発生すると、ＬＤ駆動器１１５から出力される駆動電流Ｉｄも同様に矩形波となり、半導体レーザ１１０から照射される光も矩形波となる。このため、モニタ光量Ｋｍ及び計測光量Ｋｋも矩形波を含むものとして検出される。
【００６１】
＜規格化による効果＞
次に、図５を参照して、規格化部１６０による規格化処理によって得られる技術的効果について詳細に説明する。図５は、計測光量Ｋｋ及び規格化光量Ｋｓを示すグラフである。
【００６２】
図５に示すように、計測光量Ｋｋは、被検体２００に関する情報を示す長周期の右肩上がりの信号と、上述した量子化ノイズの影響による矩形波が含まれる（図中の実線参照）。ここで仮に、矩形波を含む計測光量Ｋｋから、被検体２００に関する情報を推定しようとすると、量子化ノイズの影響で正確な情報を推定することができない。このため、規格化部１６０は、量子化ノイズの影響を低減するために、計測光量Ｋｋを規格化する。
【００６３】
具体的には、規格化部１６０は、目標光量Ｋｔをモニタ光量Ｋｍで除算したものを、計測光量Ｋｋに乗算することで、規格化光量Ｋｓを生成する。つまり、規格化光量Ｋｓは、下記数式（１）で求めることができる。
【００６４】
Ｋｓ＝Ｋｋ×Ｋｔ／Ｋｍ  ・・・（１）
上記数式（１）では、規格化光量Ｋｓを求める際に、計測光量Ｋｋに対し、目標光量Ｋｔとモニタ光量Ｋｍとの比が乗算される。この結果、規格化光量Ｋｓは、被検体２００に関する情報を示す長周期の右肩上がりの信号となり、量子化ノイズの影響による矩形波は取り除かれる（図中の点線参照）。これにより、推定部１７０における推定精度を高めることが可能である。
【００６５】
以上説明したように、本実施例に係る計測装置によれば、量子化ノイズの影響を低減し、被検体２００に関する情報を正確に推定することが可能である。なお、量子化ノイズは高性能のＤＡ変換器１５０を利用することでも低減できるが、その場合にはコストの増加が避けられない。しかし、本実施例に係る計測装置では、比較的安価なＤＡ変換器１５０を利用した場合でも、好適に量子化ノイズの影響を低減することができる。
【００６６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う計測装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１１０  半導体レーザ
１１５  ＬＤ駆動器
１２１  第１光量検出器
１２２  第２光量検出器
１３１  第１ＡＤ変換器
１３２  第２ＡＤ変換器
１４０  レーザ制御部
１５０  ＤＡ変換器
１６０  規格化部
１７０  推定部
【図１】
2018105675.tif 000003
【図２】
2018105675.tif 000004
【図３】
2018105675.tif 000005
【図４】
2018105675.tif 000006
【図５】
2018105675.tif 000007