(57)【要約】【課題】クロストークの発生を抑制して流体に関する情報を正確に計測する。【解決手段】計測装置は、内部を流体が流れる透明管部材（２００）における第１部位に光を照射する第１照射部（１４１）及び第２部位に光を照射する第２照射部（１４２）と、流体によって散乱された散乱光を受光する受光部（１５１，１５２）と、第１照射部が照射する第１照射期間（Ｔ＿ＬＤＨ）及び第２照射部が照射する第２照射期間（Ｔ＿ＬＤＬ）の夫々に、第１照射部及び第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、第１照射部及び第２照射部を制御する制御部（１１０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、
前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、
前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
（ｉ）前記第１照射期間における、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間である第１算出期間に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第１情報を推定し、（ｉｉ）前記第２照射期間における、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間である第２算出期間に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第２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】
前記第１照射部は、前記第２照射部よりも出力パワーが高く、
前記推定部は、前記流体の流量を前記第１情報として推定し、前記流体の濃度を前記第２情報として推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記受光部は、前記第１照射部によって照射された光の散乱光を主として受光する第１受光部と、前記第２照射部によって照射された光の散乱光を主として受光する第２受光部とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記第１照射期間は、前記第２照射期間よりも長いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項６】
流体に光を照射する第１照射部及び第２照射部と、
前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、
前記第１照射部及び前記第２照射部が、前記流体に同時に照射しないように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御部と、
前記第１照射部の照射に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第１情報を推定し、前記第２照射部の照射に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に対応する第２情報を推定する推定部と
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項７】
内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、を備える計測装置を用いた計測方法であって、
前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御工程を含むことを特徴とする計測方法。
【請求項８】
内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、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照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御工程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９】
請求項８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、光を照射して流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、ヘモグロビンの酸素飽和度の影響を受けない等吸収波長の複数の波長の光を歯に照射し、歯を透過した光を受光して、歯質（エナメル質及び象牙質）による光の散乱・吸収の影響を除いた歯髄腔内血液濃度や血流量を求めるという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０７２５９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている技術を利用して、血液に関する情報（例えば、濃度や流量）を測定する場合には、透明チューブの内部を流れる血液に向けて光が照射されることになる。この場合、濃度の検出には比較的出力の低い光を照射し、流量の検出には比較的出力の高い光を照射することが好ましい。
【０００５】
しかしながら、計測対象に向けて２つの光を同時に照射すると、透明チューブにおける干渉に起因してクロストークが発生してしまうおそれがある。この場合、濃度や流量の推定出力に誤差が生じてしまう。
【０００６】
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、クロストークの発生を抑制して、流体に関する情報を正確に計測することが可能な計測装置、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】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の計測装置は、内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御部とを備える。
【０００８】
上記課題を解決するための第２の計測装置は、流体に光を照射する第１照射部及び第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、前記第１照射部及び前記第２照射部が、前記流体に同時に照射しないように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御部と、前記第１照射部の照射に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第１情報を推定し、前記第２照射部の照射に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に対応する第２情報を推定する推定部とを備える。
【０００９】
上記課題を解決するための計測方法は、内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、を備える計測装置を用いた計測方法であって、前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御工程を含む。
【００１０】
上記課題を解決するためのコンピュータプログラムは、内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、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、上記課題を解決するためのコンピュータプログラムは、前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御工程をコンピュータに実行させる。
【００１１】
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】
【００１２】
【図１】第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】第１実施例に係る計測装置の駆動制御タイミングを示すタイミングチャート（その１）である。
【図３】第１実施例に係る計測装置の駆動制御タイミングを示すタイミングチャート（その２）である。
【図４】第２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５】第２実施例に係る計測装置の駆動制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜１＞
本実施形態に係る第１の計測装置は、内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御部とを備える。
【００１４】
本実施形態に係る第１の計測装置の動作時には、第１照射部から透明管部材における第１部位に光が照射され、第２照射部から透明管部材における第２部位に光が照射される。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。
【００１５】
第１部位及び第２部位に照射された光は、透明管部材の内部を流れる流体によって散乱され散乱光となり、受光部によって夫々受光される。受光部は、例えばフォトダイオード等を含んで構成されており、受光した散乱光の強度に応じた受光信号を出力する。
【００１６】
本実施形態では特に、第１照射部が照射する第１照射期間及び第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、第１照射部及び第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、第１照射部及び第２照射部が制御される。即ち、第１照射期間には、第１照射部が照射した光のみが照射される期間が少なくとも部分的に含まれ、第２照射期間には、第２照射部が照射した光のみが照射される期間が少なくとも部分的に含まれる。
【００１７】
本願発明者の研究するところによれば、透明管部材に相異なる照射部から同時に光を照射すると、干渉によるクロストークが発生することが判明している。クロストークは、受光部において受光される光の受光量に影響を与えるため、結果として計測結果に誤差が生じてしまう。
【００１８】
しかるに本実施形態では、上述したように、第１照射期間及び第２照射期間の夫々に、第１照射部及び第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように制御される。このため、クロストークの発生を好適に抑制することができる。
【００１９】
＜２＞
本実施形態に係る計測装置の一態様では、（ｉ）前記第１照射期間における、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間である第１算出期間に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第１情報を推定し、（ｉｉ）前記第２照射期間における、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間である第２算出期間に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第２情報を推定する推定部を更に備える。
【００２０】
この態様によれば、クロストークの発生が抑制される第１算出期間及び第２算出期間に対応する受光信号を利用して、流体に関する相異なる情報（即ち、第１情報及び第２情報）を夫々推定することが可能である。
【００２１】
＜３＞
上述した推定部を備える態様では、前記第１照射部は、前記第２照射部よりも出力パワーが高く、前記推定部は、前記流体の流量を前記第１情報として推定し、前記流体の濃度を前記第２情報として推定してもよい。
【００２２】
この場合、出力パワーの高い光が要求される流量の推定と、出力パワーの高さが要求されない濃度の推定とを夫々好適に実行することができる。
【００２３】
＜４＞
本実施形態に係る計測装置の他の態様では、前記受光部は、前記第１照射部によって照射された光の散乱光を主として受光する第１受光部と、前記第２照射部によって照射された光の散乱光を主として受光する第２受光部とを有する。
【００２４】
この態様によれば、第１照射部によって照射された光の散乱光と、第２照射部によって照射された光の散乱光とが、相異なる受光部（即ち、第１受光部及び第２受光部）によって受光されるため、計測対象である流体について、１つの受光部だけでは計測し難い情報を計測することが可能となる。
【００２５】
＜５＞
本実施形態に係る計測装置の他の態様では、前記第１照射期間は、前記第２照射期間よりも長い。
【００２６】
この態様によれば、第１照射期間と第２照射期間とが互いに異なる期間として設定されるため、計測すべき情報に応じた適切な計測を実現できる。具体的には、計測時間に比較的長い時間を要する情報については第１照射期間を利用して計測し、計測時間が短くてもよい情報について第２照射期間を利用して計測すればよい。
【００２７】
＜６＞
本実施形態に係る第２の計測装置は、流体に光を照射する第１照射部及び第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、前記第１照射部及び前記第２照射部が、前記流体に同時に照射しないように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御部と、前記第１照射部の照射に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に関する第１情報を推定し、前記第２照射部の照射に対応する前記受光部の受光信号に基づいて、前記流体に対応する第２情報を推定する推定部とを備える。
【００２８】
本実施形態に係る第２の計測装置の動作時には、第１照射部及び第２照射部から流体に光が照射される。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。
【００２９】
第１照射部及び第２照射部から照射された光は、流体によって散乱され散乱光となり、受光部によって夫々受光される。受光部は、例えばフォトダイオード等を含んで構成されており、受光した散乱光の強度に応じた受光信号を出力する。
【００３０】
本実施形態では特に、第１照射部及び第２照射部が、流体に同時に照射しないように、第１照射部及び第２照射部が制御される。即ち、第１照射部と第２照射部とは、時分割駆動され、第１照射部が光を照射している間は第２照射部が光を照射しないように、第２照射部が光を照射している間は第１照射部が光を照射しないように制御される。
【００３１】
第１照射部の照射に対応する受光信号からは、流体に関する第１情報が推定される。一方、第２照射部の照射に対応する受光信号からは、流体に関する第２情報が推定される。即ち、第１照射部及び第２照射部は、流体に関する相異なる情報を推定するために利用される。
【００３２】
このように、複数の情報を推定する場合には、相異なる照射部を利用して光が照射されることが好ましい。しかし、本願発明者の研究するところによれば、相異なる照射部から同時に光を照射すると、干渉によるクロストークが発生することが判明している。クロストークは、受光部において受光される光の受光量に影響を与えるため、結果として計測結果に誤差が生じてしまう。
【００３３】
しかるに本実施形態では、上述したように、第１照射部及び第２照射部は同時に照射しないように制御される。このため、クロストークの発生を好適に抑制することができる。よって、流体に関する第１情報及び第２情報を正確に推定することが可能である。
【００３４】
＜７＞
本実施形態に係る計測方法は、内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、を備える計測装置を用いた計測方法であって、前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御工程を含む。
【００３５】
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計測装置と同様に、クロストークの発生を好適に抑制することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
＜８＞
上記課題を解決するためのコンピュータプログラムは、内部を流体が流れる透明管部材における第１部位に光を照射する第１照射部及び第２部位に光を照射する第２照射部と、前記流体によって散乱された散乱光を受光する受光部と、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、上記課題を解決するためのコンピュータプログラムは、前記第１照射部が照射する第１照射期間及び前記第２照射部が照射する第２照射期間の夫々に、前記第１照射部及び前記第２照射部が同時に照射していない期間が含まれるように、前記第１照射部及び前記第２照射部を制御する制御工程をコンピュータに実行させる。
【００３８】
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、クロストークの発生を好適に抑制することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
＜９＞
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。
【００４１】
本実施形態に係る記録媒体によれば、上述した本実施形態に係るコンピュータプログラムを実行させることで、クロストークの発生を好適に抑制することができる。
【００４２】
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】
【００４３】
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、血液の流量及び濃度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。
【００４４】
＜第１実施例＞
第１実施例に係る計測装置について、図１から図３を参照して説明する。
【００４５】
＜装置構成＞
先ず、図１を参照して、第１実施例に係る計測装置の構成について説明する。図１は、第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。
【００４６】
図１に示すように、第１実施例に係る計測装置は、制御部１１０と、ＬＤ駆動信号生成部１２０と、高パワーＬＤ駆動回路１３１及び低パワーＬＤ駆動回路１３２と、高パワーＬＤ１４１及び低パワーＬＤ１４２と、第１検出器１５１及び第２検出器１５２と、第１Ｉ-Ｖ変換器１６１及び第２Ｉ-Ｖ変換器１６２と、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１７１と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１７２と、第１ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）１８１及び第２ＡＤＣ１８２と、演算部３００とを備えて構成されている。
【００４７】
制御部１１０は、計測装置全体の動作を制御するコントローラとして構成されている。制御部１１０は、高パワーＬＤ１４１を駆動する時間長、低パワーＬＤ１４２を駆動する時間長、流量計測用データ取り込み開始・終了時間、及び濃度計測用データ取り込み開始・終了時間を夫々設定して、ＬＤ駆動信号生成部に出力する。
【００４８】
ＬＤ駆動信号生成部１２０は、制御部１１０から入力されたパラメータに基づいて、各種信号を生成して出力する。具体的には、ＬＤ駆動信号生成部１２０は、高パワーＬＤ駆動信号、低パワーＬＤ駆動信号、流量計測用ＥＮ信号、濃度計測用ＥＮ信号、流量演算処理ＥＮ信号、及び濃度演算処理ＥＮ信号を生成して出力する。
【００４９】
高パワーＬＤ駆動回路１３１は、ＬＤ駆動信号生成部１２０で生成された高パワーＬＤ駆動信号に基づいて、高パワーＬＤ１４１のオンオフを切替える。低パワーＬＤ駆動回路１３２は、ＬＤ駆動信号生成部１２０で生成された低パワーＬＤ駆動信号に基づいて、低パワーＬＤ１４２のオンオフを切替える。
【００５０】
高パワーＬＤ１４１は、「第１照射部」の一具体例であり、低パワーＬＤ１４２よりも出力パワーの高いＬＤ（レーザダイオード）として構成されている。低パワーＬＤ１４２は、「第２照射部」の一具体例であり、ヘモグロビンの酸素飽和度によらない等吸光度に近い波長のＬＤとして構成されている。
【００５１】
第１検出器１５１は、「第１受光部」の一具体例であり、高パワーＬＤ１４１から照射された光のうち、透明チューブ２００内を流れる血液で反射された反射光を検出する。第２検出器１５２は、「第２受光部」の一具体例であり、低パワーＬＤ１４２から照射された光のうち、透明チューブ２００内を流れる血液を透過した透過光を検出する。
【００５２】
第１Ｉ-Ｖ変換器１６１は、第１検出器１５１で検出された反射光に応じた信号をＩ-Ｖ変換して、ＢＰＦ１７１に出力する。第２Ｉ-Ｖ変換器１６２は、第２検出器１５２で検出された透過光に応じた信号をＩ-Ｖ変換して、ＬＰＦ１７２に出力する。
【００５３】
ＢＰＦ１７１は、第１Ｉ-Ｖ変換器１６１から入力された信号の不要な帯域をカットして、第１ＡＤＣ１８１に出力する。ＬＰＦ１７２は、第２Ｉ-Ｖ変換器１６２から入力された信号の不要な帯域をカットして、第２ＡＤＣ１８２に出力する。
【００５４】
第１ＡＤＣ１８１は、ＢＰＦ１７１から入力された信号をアナログ−デジタル変換する。第１ＡＤＣ１８１で変換されたデータは、流量計測用のデータ取り込みが許可されている期間に（具体的には、流量計測用ＥＮ信号がオンの期間に）、演算部３００に出力され処理される。第２ＡＤＣ１８２は、ＬＰＦ１７２から入力された信号をアナログ−デジタル変換する。第２ＡＤＣ１８２で変換されたデータは、濃度計測用のデータ取り込みが許可されている期間に（具体的には、濃度計測用ＥＮ信号がオンの期間に）、演算部３００に出力され処理される。
【００５５】
演算部３００は、流量算出処理部３１０及び濃度算出処理部３２０を有している。
【００５６】
流量算出処理部３１０では、第１ＡＤＣ１８１から入力されたデータが第１バッファ３１１によってバッファリングされ、流量演算処理が許可されている期間に（具体的には、流量演算処理ＥＮ信号がオンの期間に）、第１信号処理部３１２によって血液の流量が算出される。
【００５７】
濃度算出処理部３２０では、第２ＡＤＣ１８２から入力されたデータが第２バッファ３２１によってバッファリングされ、濃度演算処理が許可されている期間に（具体的には、濃度演算処理ＥＮ信号がオンの期間に）、第２信号処理部３２２によって血液の濃度が算出される。
【００５８】
＜動作説明＞
次に、図２及び図３を参照して、第１実施例に係る計測装置の動作（特に、各ＬＤを時分割で駆動させる時分割駆動制御）について説明する。図２及び図３は夫々、第１実施例に係る計測装置の駆動制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【００５９】
図２に示すように、第１実施例に係る計測装置の動作時には、先ず、流量計測及び濃度計測に用いるデータ数に応じて、パラメータ（Ｔ＿ＬＤＨ、Ｔ＿ＬＤＬ、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｅｔＵｐ、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅ、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｅｔＵｐ、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅe）の値を夫々設定する。図２の例では、Ｔ＿ＬＤＨ＝Ｔ＿ＬＤＬとして設定されている。
【００６０】
なお、ここでのＴ＿ＬＤＨは高パワーＬＤ駆動期間、Ｔ＿ＬＤＬは低パワーＬＤ駆動期間、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｅｔＵｐは高パワーＬＤセットアップ期間（高パワーＬＤ１４１の発光が定常になる時間）、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅは第１ＡＤＣ出力データ取得期間、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｅｔＵｐは低パワーＬＤセットアップ期間（低パワーＬＤ１４２の発光が定常になる時間）、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅは第２ＡＤＣ出力データ取得期間である。
【００６１】
次に、血液の流量測定用のデータ取得するために、Ｔ＿ＬＤＨ期間における高パワーＬＤ駆動信号を“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”に設定し、低パワーＬＤ駆動信号を“Ｌ（Ｌｏｗ）”に設定する。
【００６２】
続いて、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｅｔＵｐ期間経過後、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅ期間において、流量計測用ＥＮ信号を“Ｈ”に設定する。流量計測用ＥＮ信号が“Ｈ”となる期間には、第１ＡＤＣ１８１で変換されたデータが、流量算出処理部３１０の第１バッファ３１１に書き込まれる。第１バッファ３１１にデータの書き込みが終了すると、流量演算処理ＥＮ信号が生成され、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ期間に、第１バッファ３１１に書き込まれているデータを基に、血液流量の算出が行われる。
【００６３】
次に、血液の濃度測定用のデータ取得するために、Ｔ＿ＬＤＬ期間における低パワーＬＤ駆動信号を“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”に設定し、高パワーＬＤ駆動信号を“Ｌ（Ｌｏｗ）”に設定する。
【００６４】
続いて、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｅｔＵｐ期間経過後、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅ期間において、濃度計測用ＥＮ信号を“Ｈ”に設定する。濃度計測用ＥＮ信号が“Ｈ”となる期間には、第２ＡＤＣ１８２で変換されたデータが、濃度算出処理部３２０の第２バッファ３２１に書き込まれる。第２バッファ３２１にデータの書き込みが終了すると、濃度演算処理ＥＮ信号が生成され、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ期間に、第２バッファ３１２２１に書き込まれているデータを基に、血液濃度の算出が行われる。
【００６５】
なお、図中のＴ＿ＰｅｒｉｏｄはＬＤ駆動周期であり、Ｔ＿ＬＤＨ＋Ｔ＿ＬＤＬに等しい。また、Ｔ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ＿Ｐｅｒｉｏｄは演算処理周期であり、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ＋Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓに等しい。そして、Ｔ＿ＰｅｒｉｏｄはＴ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ＿Ｐｅｒｉｏｄとも互いに等しい。
【００６６】
以上のように、流量検出用の高パワーＬＤ１４１と、濃度検出用の低パワーＬＤ１４２とが同時に点灯しないように時分割駆動し、夫々の取得タイミングにあわせてデータを取得すれば、高パワーＬＤ１４１の光と低パワーＬＤ１４２の光との干渉に起因するクロストークの発生を好適に抑制できる。従って、血液流量及び濃度の推定誤差を効果的に低減できる。
【００６７】
また、時分割で駆動することで、高パワーＬＤ１４１又は低パワーＬＤ１４２が消灯している期間ができるため、高パワーＬＤ１４１又は低パワーＬＤ１４２の寿命時間を延ばすことができる。更に、高パワーＬＤ１４１又は低パワーＬＤ１４２が消灯している期間は電力消費がないため、装置全体の消費電力も削減できる。
【００６８】
図３に示すように、Ｔ＿ＬＤＨとＴ＿ＬＤＬは互いに異なる長さの期間として設定されてもよい。この場合も、Ｔ＿ＬＤＨとＴ＿ＬＤＬとが等しい図２の例と同様の処理により、血液流量及び血液濃度を算出できる。
【００６９】
本実施例に係る計測装置は、このように時分割するタイミングを任意の周期で設定できる（言い換えれば、Ｔ＿ＬＤＨとＴ＿ＬＤＬとの比率が可変である）ため、利用するデータ数に応じて各ＬＤの駆動期間を変更することができ、結果として、推定出力の精度向上が図れる。例えば、流量算出に高い精度が必要な場合は、高パワーＬＤ１４１の点灯時間を長くし取得データを多くすればよい。その代わり、濃度測定時の低パワーＬＤ１４２の点灯期間を短くし、データ取得数を少なくすればよい。
【００７０】
＜第２実施例＞
第２実施例に係る計測装置について、図４及び図５を参照して説明する。なお、第２実施例は、上述した第１実施例と比べて、一部の構成及び動作が異なるのみであり、その他の部分は概ね第１実施例と同様である。このため、以下では既に説明した第１実施例と異なる部分について説明し、他の重複する部分については、適宜説明を省略するものとする。
【００７１】
＜装置構成＞
先ず、図４を参照して、第２実施例に係る計測装置の構成について説明する。図４は、第２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。
【００７２】
図４に示すように、第２実施例に係る計測装置では、ＢＰＦ１７１及びＬＰＦ１７２の後段に第１セレクタ４０１が設けられている。第１セレクタ４０１は、セレクタ信号によってＢＰＦ１７１からの信号又はＬＰＦ１７２からの信号を択一的に選択して出力可能に構成されている。第１セレクタ４０１から出力された信号は、ＡＤＣ１８０においてアナログ−デジタル変換され、演算部３００ｂに出力される。
【００７３】
第２実施例に係る演算部３００ｂは、第１実施例と異なり、ＡＤＣ１８０から１つの入力があるだけなので、バッファ３０５が１つだけしか設けられていない。また、バッファ３０５と、第１信号処理部３１２及び第２信号処理部３２２との間には、第２セレクタ４０２が設けられている。第２セレクタ４０２は、セレクタ信号によってバッファ３０５にバッファリングされているデータを、第１信号処理部３１２又は第２信号処理部３２２に振り分けて出力することが可能に構成されている。
【００７４】
＜動作説明＞
次に、図５を参照して、第２実施例に係る計測装置の動作（特に、時分割駆動制御）について説明する。図５は、第２実施例に係る計測装置の駆動制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【００７５】
図５に示すように、第２実施例に係る計測装置の動作時には、先ず、流量計測及び濃度計測に用いるデータ数に応じて、パラメータ（Ｔ＿ＬＤＨ、Ｔ＿ＬＤＬ、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｅｔＵｐ、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅ、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｅｔＵｐ、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅe）の値を夫々設定する。図５の例では、Ｔ＿ＬＤＨ＝Ｔ＿ＬＤＬとして設定されている。
【００７６】
次に、血液の流量測定用のデータ取得するために、Ｔ＿ＬＤＨ期間における高パワーＬＤ駆動信号を“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”に設定し、低パワーＬＤ駆動信号を“Ｌ（Ｌｏｗ）”に設定する。そして、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｅｔＵｐ期間経過後、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅ期間において、流量計測用ＥＮ信号を“Ｈ”に設定する。
【００７７】
ここで同時に、セレクタ信号が“Ｈ”に設定される。第１セレクタ４０１は、セレクタ信号が“Ｈ”であり、且つ流量計測用ＥＮが“Ｈ”となる期間に、ＢＰＦ１７１からの出力をＡＤＣ１８０に出力する。
【００７８】
ＡＤＣ１８０では、入力されたデータがアナログ−デジタル変換され、変換されたデータが演算部３００ｂのバッファ３０５に書き込まれる。バッファ３０５にデータの書き込みが終了すると、バッファ３０５に書き込まれているデータが第２セレクタ４０２によって第１信号処理部３１２に出力され、Ｔ＿ＬＤＨ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ期間に、バッファ３０５に書き込まれているデータを基に血液流量の算出が行われる。
【００７９】
次に、血液の濃度測定用のデータ取得するために、Ｔ＿ＬＤＬ期間における低パワーＬＤ駆動信号を“Ｈ（Ｈｉｇｈ）”に設定し、高パワーＬＤ駆動信号を“Ｌ（Ｌｏｗ）”に設定する。そして、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｅｔＵｐ期間経過後、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＤａｔａＲｅｃｅｉｖｅ期間において、濃度計測用ＥＮ信号を“Ｈ”に設定する。
【００８０】
ここで同時に、セレクタ信号が“Ｌ”に設定される。第１セレクタ４０１は、セレクタ信号が“Ｌ”であり、且つ濃度計測用ＥＮが“Ｈ”となる期間に、ＬＰＦ１７２からの出力をＡＤＣ１８０に出力する。
【００８１】
ＡＤＣ１８０では、入力されたデータがアナログ−デジタル変換され、変換されたデータが演算部３００ｂのバッファ３０５に書き込まれる。バッファ３０５にデータの書き込みが終了すると、バッファ３０５に書き込まれているデータが第２セレクタ４０２によって第２信号処理部３２２に出力され、Ｔ＿ＬＤＬ＿ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ期間に、バッファ３０５に書き込まれているデータを基に血液濃度の算出が行われる。
【００８２】
以上説明したように、第２実施例に係る計測装置によれば、第１実施例と同様に高パワーＬＤ１４１又は低パワーＬＤ１４２を時分割駆動して、血液流量及び血液濃度を推定することができる。また、第２実施例では特に、第１セレクタ４０１及び第２セレクタ４０２を設けたことで、１つのＡＤＣ１８０によって信号の変換処理が実行可能である。このため、第１実施例と比べると、装置を構成する部材（ＡＤＣ本体およびＡＤＣのアナログ入力用のアンプ回路等、ＡＤＣに付属する周辺回路）の点数を削減することができる。
【００８３】
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】
【００８４】
１１０  制御部
１２０  ＬＤ駆動信号生成部
１３１  高パワーＬＤ駆動回路
１３２  低パワーＬＤ駆動回路
１４１  高パワーＬＤ
１４２  低パワーＬＤ
１５１  第１検出器
１５２  第２検出器
１６１  第１Ｉ-Ｖ変換器
１６２  第２Ｉ-Ｖ変換器
１７１  ＢＰＦ
１７２  ＬＰＦ
１８１  第１ＡＤＣ
１８２  第２ＡＤＣ
２００  透明チューブ
３００  演算部
３１０  流量算出処理部
３１１  第１バッファ
３１２  第１信号処理部
３２０  濃度算出処理部
３２１  第２バッファ
３２２  第２信号処理部
４０１  第１セレクタ
４０２  第２セレクタ
【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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