(57)【要約】【課題】プローブ先端面の生体面への接触状態の均一性を検知し、それにより、接触状態の不均一に起因する測定精度の悪化を改善する。【解決手段】投受光系１０は、生体（９）へ測定光（ＬＷ）を出射する出射する発光部（２ｑ）と、生体から戻ってきた測定光を受光する受光部（３ｐＢ）とを、測定時に生体面（ＢＳ）に当接される先端面（ＡＳ）に備え、受光部を介した光検出に基づき生体の情報を測定する光学的生体情報測定用の投受光系である。受光部又は／及び発光部は、独立した複数系統が設けられ、互いに異なる系統の受光部（ｐ１、ｐ２、ｐ３）又は／及び発光部は、受光部であれば発光部の中心軸回りの角度に応じた分布、発光部であれば受光部の中心軸回りの角度に応じた分布が異なる。複数系統によるそれぞれの光検出値に基づき、先端面の生体面への接触状態の均一性を検知可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体へ測定光を出射する出射する発光部と、生体から戻ってきた測定光を受光する受光部とを、測定時に生体面に当接される先端面に備え、前記受光部を介した光検出に基づき生体の情報を測定する光学的生体情報測定用の投受光系であって、
前記受光部又は／及び前記発光部は、前記受光部であれば前記光検出を、前記発光部であれば発光を独立して行うことが可能な複数系統が設けられ、
互いに異なる系統の前記受光部又は／及び前記発光部は、前記受光部であれば前記発光部の中心軸回りの角度に応じた分布、前記発光部であれば前記受光部の中心軸回りの角度に応じた分布が異なる投受光系。
【請求項２】
生体側から戻ってきた測定光を入射口から出射口へと導光して光検出側へ出射する受光ファイバー束を備え、前記受光部は、前記受光ファイバー束の入射口により構成され、前記受光ファイバー束の前記複数系統の出射口からの光をそれぞれ検出する光検出器が設けられた請求項１に記載の投受光系。
【請求項３】
前記受光ファイバー束の前記先端面におけるファイバー入射口の前記角度に応じた分布は、出射端で維持若しくは特定の座標上に配置転換されているか、又は前記複数系統の各一系統内でランダムに配置転換されている請求項２に記載の投受光系。
【請求項４】
前記光検出器は、前記複数系統の個々に対応した光センサーである請求項２又は請求項３に記載の投受光系。
【請求項５】
前記光検出器は、前記複数系統の出射口に亘って配置された２次元イメージセンサーである請求項２又は請求項３に記載の投受光系。
【請求項６】
前記受光部は、前記先端面に配置され、前記複数系統の個々に対応した光センサーにより構成された請求項１に記載の投受光系。
【請求項７】
前記受光部は、前記先端面に配置された２次元イメージセンサーにより構成された請求項１に記載の投受光系。
【請求項８】
光源側からの光を入射口から出射口へと導光して生体側へ出射する投光ファイバー束を備え、前記発光部は、前記投光ファイバー束の出射口により構成された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項９】
前記発光部は、前記先端面に配置された発光素子により構成された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１０】
前記受光部の前記複数系統について、各系統の受光領域が前記発光部の中心軸回りに略均等に分散配置された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１１】
前記受光部の前記複数系統は、３系統以上である請求項１から請求項１０のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１２】
前記複数系統が組み込まれる前記受光部は、円形若しくは角形又は円環形若しくは角環形である請求項１から請求項１１のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１３】
互いに異なる系統の前記受光部は、前記発光部の中心軸回りの周方向に離れて配置されている請求項１から請求項１２のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１４】
前記受光ファイバー束の前記複数系統の出射口が横並びに配置された請求項２から請求項５のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１５】
前記受光ファイバー束の前記複数系統の出射口が放射状に配置された請求項２から請求項５のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項１６】
光源側からの光を入射口から出射口へと導光して生体側へ出射する投光ファイバー束を備え、前記発光部は、前記投光ファイバー束の出射口により構成され、前記投光ファイバー束の前記複数系統の入射口への光をそれぞれ発する光源器が設けられた請求項１に記載の投受光系。
【請求項１７】
前記投光ファイバー束の前記先端面におけるファイバー出射口の前記角度に応じた分布は、入射端で維持若しくは特定の座標上に配置転換されているか、又は前記複数系統の各一系統内でランダムに配置転換されている請求項１６に記載の投受光系。
【請求項１８】
前記光源器は、前記複数系統の個々に対応した発光素子である請求項１６又は請求項１７に記載の投受光系。
【請求項１９】
前記光源器は、前記複数系統の入射口に亘って配置された２次元画素マトリックスを有したディスプレイである請求項１６又は請求項１７に記載の投受光系。
【請求項２０】
前記発光部は、前記先端面に配置され、前記複数系統の個々に対応した発光素子により構成された請求項１に記載の投受光系。
【請求項２１】
前記発光部は、前記先端面に配置された２次元画素マトリックスを有したディスプレイにより構成された請求項１に記載の投受光系。
【請求項２２】
生体側から戻ってきた測定光を入射口から出射口へと導光して光検出側へ出射する受光ファイバー束を備え、前記受光部は、前記受光ファイバー束の入射口により構成された請求項１、請求項１６〜２１のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２３】
前記受光部は、前記先端面に配置された受光素子により構成された請求項１、請求項１６〜２１のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２４】
前記発光部の前記複数系統について、各系統の発光領域が前記受光部の中心軸回りに略均等に分散配置された請求項１、請求項１６〜２１のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２５】
前記発光部の前記複数系統は、３系統以上である請求項１、請求項１６〜２４のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２６】
前記複数系統が組み込まれる前記発光部は、円形若しくは角形又は円環形若しくは角環形である請求項１、請求項１６〜２５のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２７】
互いに異なる系統の前記発光部は、前記受光部の中心軸回りの周方向に離れて配置されている請求項１、請求項１６〜２６のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２８】
前記投光ファイバー束の前記複数系統の入射口が横並びに配置された請求項１６〜１９のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項２９】
前記投光ファイバー束の前記複数系統の入射口が放射状に配置された請求項１６〜１９のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項３０】
前記先端面の前記発光部及び前記受光部の周囲に照明光発光部が設けられた請求項１から請求項２９のうちいずれか一に記載の投受光系。
【請求項３１】
請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内である時の光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置。
【請求項３２】
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内でない場合、前記発光部からの測定光の再発光を制御する請求項３１に記載の光学的生体情報測定装置。
【請求項３３】
請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、予備発光を制御して当該予備発光時の前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内となったことを契機に、測定光の本発光を制御して当該本発光時の前記受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置。
【請求項３４】
請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記発光部を無発光に制御して当該無発光時の前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内となったことを契機に、測定光の本発光を制御して当該本発光時の前記受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置。
【請求項３５】
請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超える時、そのうち一部の系統による光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置。
【請求項３６】
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超えていることによる測定の信頼性の低さを、表示部を制御して表示する請求項３５に記載の光学的生体情報測定装置。
【請求項３７】
請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、系統ごとで複数回となる所定回数の測定光の連続発光を制御し、当該連続発光の発光毎に前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差を算出し、当該差が比較的小さい発光回の前記受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置。
【請求項３８】
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超えていることを、表示部を制御して表示する請求項３１から請求項３７のうちいずれか一に記載の光学的生体情報測定装置。
【請求項３９】
前記制御・演算部は、前記先端面の前記生体面に対する傾き方向又は同傾きを減少させるために修正すべき方向を、表示部を制御して表示する請求項３１から請求項３７のうちいずれか一に記載の光学的生体情報測定装置。
【請求項４０】
前記制御・演算部は、
前記差が所定の閾値以内である前記光検出値に基づき測定値を算出して当該測定値を表示すること、及び前記差が所定の閾値を超えている前記光検出値に基づき測定値を算出して当該測定値を表示することを制御するとともに、
前記差が所定の閾値以内である前記光検出値に基づく測定値か、前記差が所定の閾値を超えている前記光検出値に基づく測定値かを区別可能に表示を制御する請求項３１から請求項３９のうちいずれか一に記載の光学的生体情報測定装置。
【請求項４１】
請求項１から請求項１５のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値に基づき測定値を算出するにあたり、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差に応じた補正を加えて算出する光学的生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投受光系及びそれを用いた光学的生体情報測定装置に関するものであり、例えば、血液中のビリルビン濃度を皮膚の表面から測定する経皮的ビリルビン濃度測定装置（いわゆる黄疸計）等の光学的生体情報測定装置と、それに用いる投受光系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、黄疸、特に新生児の重症黄疸は死に至る可能性が高く、また、仮に死を免れても脳性麻痺等の後遺症を残す核黄疸へと進行する恐れがあるため、その早期発見が極めて重要な課題となっている。黄疸の強さの正確な判定は、新生児から採血した血清中のビリルビン濃度の測定によるべきであるが、全ての新生児について採血を行うことは困難であり、また、不必要である場合が多い。
【０００３】
黄疸計は、新生児の皮下組織に存在するビリルビンの黄色味の度合を、青色（中心波長４５０ｎｍ）と緑色（中心波長５５０ｎｍ）の２波長域の光学濃度差としてとらえる。プローブの先端を新生児の前額部あるいは胸部に押し当て、照明用ファイバーを通して光源からの光を照射し、皮膚及び皮下組織を経由した後方散乱光のうち上記２波長をセンサで受光する。緑色光量に対する青色光量の比から黄色の度合いが測定され、その測定値から黄疸の度合いが判断される。
【０００４】
経皮的ビリルビン濃度測定の値は、投受光系の実効光路長に依存する。したがって、機器ごとに実効光路長が異なると、同じ新生児を測定した場合でも機器によって異なる結果を示すため、入射口の輝度ムラを抑える等、輝度重心を一定に保つ手段が必要となる。
【０００５】
特許文献１には、光源の輝度ムラが大きい方向を、発光面の円周方向にすることで、輝度重心の安定した照明を可能にする投受光系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６３９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は発光側光路についてであり受光系については考慮されておらず、従来技術によっては、プローブの先端面と測定対象の生体面との、所定の角度からの傾きおよびそれによる不均一な接触状態による測定精度低下の問題が解決できない。
詳しくは、以下の３つの影響により、測定精度に悪影響を与える。
（１）光路および光路長の変化（所定の光路からのずれ）
設計的に意図された条件は、図３２(a)に示すようにプローブＰと生体面ＢＳに浮きが無く、かつ垂直で、均一な圧力で密着している場合である。その場合、プローブＰ先端の発光面から出射した光Ｌは、直接生体９内に入り、生体９内で拡散反射し、プローブＰ先端の受光面３ｐに直接再入射する。意図された条件で正しい測定値が出るように機器は、臨床評価等から得たデータをもとに、調整される。
図３２(b)に示すようにプローブＰが傾くと生体面ＢＳに対する押圧力が不均一になるため、部分的に光路長が変わり、特定の波長（例えば黄疸計の場合ブルー）の吸収量が増減し、光学的特性値（黄疸計の場合Ｂ/Ｇ比率から計算されるTcB、経皮ビリルビン濃度）に影響を与える。
さらに図３２(c)に示すように傾きが大きくなり、浮く部分が出てくると表面反射が支配的になり、生体９内での浸透深さが相対的に浅くなり、実効光路長がさらに顕著に変化してしまう。
【０００８】
（２）浮きによる外光入射
プローブＰの先端面が浮いた側から外光が入る。従来黄疸計等では、ダークカウント値（発光の前後の発光無し時のカウント値）との差し引き演算によって外光（含む周囲光の変化）の影響をキャンセルすることがあるが、ダークカウント値と発光時カウント値の取得タイミングのずれが不可避であること等により、完全にキャンセルしきれない成分が、測定値に影響を及ぼす。
また、浮くほどまで傾いていなくとも、図Ｘ１(b)に示すように傾いて密着性が不均一な場合、生体９のごく浅い部分を伝って入射する外光量が変化するおそれがある。
（３）虚血度合い変化
従来黄疸計等では、プローブＰを押し込むことに連動するスイッチを採用することがある。このプローブ押込み式スイッチには、皮下血流を虚血させ血液中のヘモグロビン等による光学的影響を抑制する効果がある（測定スイッチ用バネの力量で虚血度合いが最適化されている）。プローブＰに傾きが生じると、例えば荷重が一定でも、接触面積が減り圧力としては増加したり、圧力が不均一になることにより虚血度合いが変わってしまうという問題がある。
以上の事項をまとめると表Ｉに記載の通りである。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、プローブ先端面の生体面への接触状態の均一性を検知でき、それにより、接触状態の不均一に起因する、測定精度（再現性・正確性）の悪化を改善することができる投受光系及びそれを用いた光学的生体情報測定装置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】
【００１１】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、生体へ測定光を出射する出射する発光部と、生体から戻ってきた測定光を受光する受光部とを、測定時に生体面に当接される先端面に備え、前記受光部を介した光検出に基づき生体の情報を測定する光学的生体情報測定用の投受光系であって、
前記受光部又は／及び前記発光部は、前記受光部であれば前記光検出を、前記発光部であれば発光を独立して行うことが可能な複数系統が設けられ、
互いに異なる系統の前記受光部又は／及び前記発光部は、前記受光部であれば前記発光部の中心軸回りの角度に応じた分布、前記発光部であれば前記受光部の中心軸回りの角度に応じた分布が異なる投受光系である。
【００１２】
（注：ここから受光部の複数系統）
請求項２記載の発明は、生体側から戻ってきた測定光を入射口から出射口へと導光して光検出側へ出射する受光ファイバー束を備え、前記受光部は、前記受光ファイバー束の入射口により構成され、前記受光ファイバー束の前記複数系統の出射口からの光をそれぞれ検出する光検出器が設けられた請求項１に記載の投受光系である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記受光ファイバー束の前記先端面におけるファイバー入射口の前記角度に応じた分布は、出射端で維持若しくは特定の座標上に配置転換されているか、又は前記複数系統の各一系統内でランダムに配置転換されている請求項２に記載の投受光系である。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記光検出器は、前記複数系統の個々に対応した光センサーである請求項２又は請求項３に記載の投受光系である。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記光検出器は、前記複数系統の出射口に亘って配置された２次元イメージセンサーである請求項２又は請求項３に記載の投受光系である。
【００１６】
請求項６記載の発明は、前記受光部は、前記先端面に配置され、前記複数系統の個々に対応した光センサーにより構成された請求項１に記載の投受光系である。
【００１７】
請求項７記載の発明は、前記受光部は、前記先端面に配置された２次元イメージセンサーにより構成された請求項１に記載の投受光系である。
【００１８】
請求項８記載の発明は、光源側からの光を入射口から出射口へと導光して生体側へ出射する投光ファイバー束を備え、前記発光部は、前記投光ファイバー束の出射口により構成された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００１９】
請求項９記載の発明は、前記発光部は、前記先端面に配置された発光素子により構成された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、前記受光部の前記複数系統について、各系統の受光領域が前記発光部の中心軸回りに略均等に分散配置された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、前記受光部の前記複数系統は、３系統以上である請求項１から請求項１０のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、前記複数系統が組み込まれる前記受光部は、円形若しくは角形又は円環形若しくは角環形である請求項１から請求項１１のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、互いに異なる系統の前記受光部は、前記発光部の中心軸回りの周方向に離れて配置されている請求項１から請求項１２のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、前記受光ファイバー束の前記複数系統の出射口が横並びに配置された請求項２から請求項５のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、前記受光ファイバー束の前記複数系統の出射口が放射状に配置された請求項２から請求項５のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００２６】
（注：ここから発光部の複数系統）
請求項１６記載の発明は、光源側からの光を入射口から出射口へと導光して生体側へ出射する投光ファイバー束を備え、前記発光部は、前記投光ファイバー束の出射口により構成され、前記投光ファイバー束の前記複数系統の入射口への光をそれぞれ発する光源器が設けられた請求項１に記載の投受光系である。
【００２７】
請求項１７記載の発明は、前記投光ファイバー束の前記先端面におけるファイバー出射口の前記角度に応じた分布は、入射端で維持若しくは特定の座標上に配置転換されているか、又は前記複数系統の各一系統内でランダムに配置転換されている請求項１６に記載の投受光系である。
【００２８】
請求項１８記載の発明は、前記光源器は、前記複数系統の個々に対応した発光素子である請求項１６又は請求項１７に記載の投受光系である。
【００２９】
請求項１９記載の発明は、前記光源器は、前記複数系統の入射口に亘って配置された２次元画素マトリックスを有したディスプレイである請求項１６又は請求項１７に記載の投受光系である。
【００３０】
請求項２０記載の発明は、前記発光部は、前記先端面に配置され、前記複数系統の個々に対応した発光素子により構成された請求項１に記載の投受光系である。
【００３１】
請求項２１記載の発明は、前記発光部は、前記先端面に配置された２次元画素マトリックスを有したディスプレイにより構成された請求項１に記載の投受光系である。
【００３２】
請求項２２記載の発明は、生体側から戻ってきた測定光を入射口から出射口へと導光して光検出側へ出射する受光ファイバー束を備え、前記受光部は、前記受光ファイバー束の入射口により構成された請求項１、請求項１６〜２１のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３３】
請求項２３記載の発明は、前記受光部は、前記先端面に配置された受光素子により構成された請求項１、請求項１６〜２１のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３４】
請求項２４記載の発明は、前記発光部の前記複数系統について、各系統の発光領域が前記受光部の中心軸回りに略均等に分散配置された請求項１、請求項１６〜２１のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３５】
請求項２５記載の発明は、前記発光部の前記複数系統は、３系統以上である請求項１、請求項１６〜２４のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３６】
請求項２６記載の発明は、前記複数系統が組み込まれる前記発光部は、円形若しくは角形又は円環形若しくは角環形である請求項１、請求項１６〜２５のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３７】
請求項２７記載の発明は、互いに異なる系統の前記発光部は、前記受光部の中心軸回りの周方向に離れて配置されている請求項１、請求項１６〜２６のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３８】
請求項２８記載の発明は、前記投光ファイバー束の前記複数系統の入射口が横並びに配置された請求項１６〜１９のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００３９】
請求項２９記載の発明は、前記投光ファイバー束の前記複数系統の入射口が放射状に配置された請求項１６〜１９のうちいずれか一に記載の投受光系である。
（注：測定用の投受光系について終わり）
【００４０】
請求項３０記載の発明は、前記先端面の前記発光部及び前記受光部の周囲に照明光発光部が設けられた請求項１から請求項２９のうちいずれか一に記載の投受光系である。
【００４１】
（注：ここから光学的生体情報測定装置）
請求項３１記載の発明は、請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内である時の光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置である。
【００４２】
請求項３２記載の発明は、前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内でない場合、前記発光部からの測定光の再発光を制御する請求項３１に記載の光学的生体情報測定装置である。
【００４３】
請求項３３記載の発明は、請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、予備発光を制御して当該予備発光時の前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内となったことを契機に、測定光の本発光を制御して当該本発光時の前記受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置である。
【００４４】
請求項３４記載の発明は、請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記発光部を無発光に制御して当該無発光時の前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内となったことを契機に、測定光の本発光を制御して当該本発光時の前記受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置である。
【００４５】
請求項３５記載の発明は、請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超える時、そのうち一部の系統による光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置である。
【００４６】
請求項３６記載の発明は、前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超えていることによる測定の信頼性の低さを、表示部を制御して表示する請求項３５に記載の光学的生体情報測定装置である。
【００４７】
請求項３７記載の発明は、請求項１から請求項２９のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、系統ごとで複数回となる所定回数の測定光の連続発光を制御し、当該連続発光の発光毎に前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差を算出し、当該差が比較的小さい発光回の前記受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する光学的生体情報測定装置である。
【００４８】
請求項３８記載の発明は、前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超えていることを、表示部を制御して表示する請求項３１から請求項３７のうちいずれか一に記載の光学的生体情報測定装置である。
【００４９】
請求項３９記載の発明は、前記制御・演算部は、前記先端面の前記生体面に対する傾き方向又は同傾きを減少させるために修正すべき方向を、表示部を制御して表示する請求項３１から請求項３７のうちいずれか一に記載の光学的生体情報測定装置である。
【００５０】
請求項４０記載の発明は、前記制御・演算部は、
前記差が所定の閾値以内である前記光検出値に基づき測定値を算出して当該測定値を表示すること、及び前記差が所定の閾値を超えている前記光検出値に基づき測定値を算出して当該測定値を表示することを制御するとともに、
前記差が所定の閾値以内である前記光検出値に基づく測定値か、前記差が所定の閾値を超えている前記光検出値に基づく測定値かを区別可能に表示を制御する請求項３１から請求項３９のうちいずれか一に記載の光学的生体情報測定装置である。
【００５１】
請求項４１記載の発明は、請求項１から請求項１５のいずれか一に記載の投受光系を備えた光学的生体情報測定装置であって、
前記発光部からの測定光の発光を制御し、前記受光部を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部を備え、
前記制御・演算部は、前記受光部が単一系統、かつ、前記発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部を時分割発光させて前記受光部で順に受光検出することにより、前記複数系統によるそれぞれの光検出値を取得し、
前記制御・演算部は、前記複数系統によるそれぞれの光検出値に基づき測定値を算出するにあたり、前記複数系統によるそれぞれの光検出値の差に応じた補正を加えて算出する光学的生体情報測定装置である。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、測定時に生体面に当接される先端面において受光部又は／及び発光部は、受光部であれば光検出を、発光部であれば発光を独立して行うことが可能な複数系統が設けられ、互いに異なる系統の受光部又は／及び発光部は、受光部であれば前記発光部の中心軸回りの角度に応じた分布、発光部であれば受光部の中心軸回りの角度に応じた分布が異なるので、複数系統によるそれぞれの光検出値に基づき、先端面の生体面への接触状態の均一性を検知できる。先端面の生体面への接触状態の均一性を検知できるので、接触状態の不均一に起因する、測定精度（再現性・正確性）の悪化を改善することができる。すなわち、少ない測定回数でも再現性がよく、真値（理想的な測定条件での測定値や、より精度の高い観血式測定器での測定値）に近い値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】(a)本発明の一実施形態に係る光学的生体情報測定装置の構成を模式的に示した斜視図である。(b) ２光路式の光学的生体情報測定に係る測定光路を示す光学断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係り、受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係り、受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
【図５】本発明の一実施形態に係り、受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
【図６】本発明の一実施形態に係り、受光ファイバー束の出射端の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係り、受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係り、受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
【図９】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る光学的生体情報測定装置の外観の一例を示す斜視図(a)、天面のディスプレイの模式図(b)及び側面のディスプレイの模式図(c)である。
【図１９】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図(a)、一例の受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(b1) 及び側面図 (b2)、別例の受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(c1) 及び側面図 (c2)、別例の受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(d1) 及び側面図 (d2)である。
【図２０】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図(a)、投光ファイバー束の入射端の構成を示す平面図(b1) 及び側面図 (b2)である。
【図２１】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図(a)、受光ファイバー束の出射端の構成を示す平面図(b1) 及び側面図 (b2)、投光ファイバー束の入射端の構成を示す平面図(c1) 及び側面図 (c2)である。
【図２２】本発明の一実施形態に係り、一例のプローブの先端面を示す模式図(a)、別例のプローブの先端面を示す模式図(b)である。
【図２３】受光部のみが複数系統の場合(a)と、受光部と発光部が複数系統である場合(b)との違いを説明するためのプローブの縦断面を示す模式図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係り、プローブの縦断面を示す模式図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係り、プローブの側面を示す模式図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係り、プローブの縦断面を示す模式図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係り、プローブ及び本体の一部の側面を示す模式図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係り、プローブの側面を示す模式図(a)及び先端面を示す模式図(b)である。
【図２９】本発明の一実施形態に係り、プローブの縦断面を示す模式図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係り、プローブの側面を示す模式図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係り、プローブの先端面を示す模式図である。
【図３２】本発明が解決しようとする問題を説明するためのプローブの縦断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明に係る投受光系及び光学的生体情報測定装置の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００５５】
《装置概要》
図１(a)に、投受光系等の一実施の形態の概略構成を模式的に示す。光学的生体情報測定装置である黄疸計２０の投受光系１０は、図１(a)に示すように光源であるキセノン管１と、と、拡散板４Ａ，４Ｂと、２波長受光素子５Ａ，５Ｂと、を備えており、導光部１１は、投光ファイバー束２と、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂと、を備えている。投光ファイバー束２は、キセノン管１側からの測定光（白色光）ＬＷを入射口２ｐから出射口２ｑへと導光して生体（測定対象）９側へ出射する投光系を構成しており、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂは、生体９側から戻ってきた測定光である検出光ＬＡ，ＬＢを入射口３ｐＡ，３ｐＢから出射口３ｑＡ，３ｑＢへとそれぞれ導光して光検出側（拡散板４Ａ，４Ｂの側）へ出射する２光路タイプの受光系を構成している。
【００５６】
投光ファイバー束２と受光ファイバー束３Ａ，３Ｂは、いずれも複数の光ファイバーから成る導光部材であり、そのファイバー束端面で光の入射・出射を行う構成になっている。また、投光ファイバー束２と受光ファイバー束３Ａ，３Ｂとの間は遮光されているので、生体９を介さずにファイバー束間で光が進行することはない。なお、受光ファイバー束３Ａ，拡散板４Ａ及び２波長受光素子５Ａ、又は受光ファイバー束３Ｂ、拡散板４Ｂ及び２波長受光素子５Ｂを必要に応じて省略して、１光路タイプの受光系を構成してもよい。
【００５７】
キセノン管１は直線状に長い線状光源であるため、投光ファイバー束２の入射口２ｐも、それと対応して配置されるように直線状に長い長方形の面形状を有している。図２に測定時に生体面に当接される先端面の模式図を示す。図２に示すように投光ファイバー束２の出射口２ｑは円環形になっており、出射口２ｑの内側には受光ファイバー束３Ａの入射口３ｐＡ（円形）が位置し、出射口２ｑの外側には受光ファイバー束３Ｂの入射口３ｐＢ（円環形）が位置している。つまり、投光ファイバー束２の出射口２ｑと、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂの入射口３ｐＡ，３ｐＢと、は同心円状に位置している。なお、キセノン管１の代わりに、複数個の光源（例えば、ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）を一方向に並べて配列してもよく、その場合でも上記と同様に導光部１１を適用することができる。
【００５８】
投光ファイバー束２の出射口２ｑと、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂの入射口３ｐＡ，３ｐＢと、が位置する部分は、黄疸計２０のプローブの先端面ＡＳである。そのプローブ先端面ＡＳを生体（例えば、新生児の前額部又は胸部）９に押し当てて、キセノン管１を発光させると、キセノン管１から出射した照明光ＬＷが、入射口２ｐから投光ファイバー束２内に入射し、入射口２ｐから出射口２ｑへと導光されて、出射口２ｑから生体９に向けてリング状に照射される。
【００５９】
図１(b)に示すように、生体９に対して表皮９ａから入射した照明光ＬＷは、真皮９ｂを通過した後、皮下組織９ｃで散乱される。そして、後方散乱した照明光ＬＷが生体９外へ出射して、検出光ＬＡ，ＬＢとなる。生体９を経由した検出光ＬＡ，ＬＢは、図１(a)に示すように、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂの入射口３ｐＡ，３ｐＢから出射口３ｑＡ，３ｑＢへとそれぞれ導光されて、出射口３ｑＡ，３ｑＢから出射する。そして、拡散板４Ａ，４Ｂで拡散されることにより輝度ムラが解消された後、２波長受光素子５Ａ，５Ｂでそれぞれ受光される。
【００６０】
２波長受光素子５Ａ，５Ｂは、受光面に緑色フィルターと青色フィルターを有しており、青色（中心波長４５０ｎｍ）の透過光量と緑色（中心波長５５０ｎｍ）の透過光量を検出する。緑色を基準とした青色の光量（緑色光量に対する青色光量の比）から黄色の度合いが測定され、例えば、黄色の度合いが大きいと緑色を基準とした青色の光量が低くなるので、黄疸の度合いが強いと判断される。つまり、生体９の皮下組織９ｃに存在するビリルビンの黄色味の度合が、青色と緑色の２波長域の光学濃度差としてとらえられる。なお、この実施の形態のように２光路タイプの受光系の場合、表皮９ａの厚みや色が異なっていても、２つの光路で得られた測定値の差をとることによって、より正確な黄疸強度の測定が可能となる。
【００６１】
《投受光系の各形態》
上記装置概要を基本に、複数系統を有した受光部等の投受光系の各形態につき説明する。
（形態１）
図２に示すように、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂの入射口３ｐＡ，３ｐＢのうち、受光ファイバー束３Ｂの入射口３ｐＢは、複数系統を有した受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３とされる。ここでは３系統である。先端面ＡＳにおける発光部は、投光ファイバー束２の出射口２ｑにより構成されている。
受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３は、発光部である出射口２ｑの中心軸回りの角度に応じた分布が異なる。図２に示すように受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３は、中心角１２０度ごとに略均等に分散配置されている。これによって、中心軸回りの角度に応じた分布が異なっている。
一方、受光ファイバー束３Ｂの出射口３ｑＢは、図３又は図４に示すように受光部ｐ１に通ずる出射口ｑ１、受光部ｐ２に通ずる出射口ｑ２、受光部ｐ３に通ずる出射口ｑ３とに分かれて配置されている。ここでは、出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３は、横並びに配置されている。
上記２波長受光素子５Ａ，５Ｂに代え、図３又は図４に示すように出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３の正面にそれぞれ受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３が配置されている。出射口ｑ１から出射した検出光が受光素子ＰＤ１に受光され光検出される。出射口ｑ２から出射した検出光が受光素子ＰＤ２に受光され光検出される。出射口ｑ３から出射した検出光が受光素子ＰＤ３に受光され光検出される。受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３によってそれぞれ独立に光検出が行われる。すなわち、これらは光検出を独立して行う別系統である。ここでは、３系統が設けられている。したがって、光検出を独立して行う複数系統（ここでは３系統）の受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３が先端面ＡＳに備えられていることになる。そして、互いに異なる系統の受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３は、上述したように発光部の中心軸回りの角度に応じた分布が異なる。そのため、先端面ＡＳの生体面に対する傾き、密着の不均一に応じて、各系統で検出される光検出値に差が生じるので、複数系統によるそれぞれの光検出値に基づき、先端面ＡＳの生体面への接触状態の均一性を検知できる。これを利用して測定精度（再現性・正確性）の悪化を改善することができる。測定方式の各形態については後述する。
【００６２】
本形態では、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３のように、光検出器は複数系統の個々に対応した光センサー（例えばフォトダイード）である。
【００６３】
（形態２）
図３及び図４には、緑色フィルター（Ｇ）と青色フィルター（Ｂ）を記載していないが、図５に示すように緑色フィルターＧと青色フィルターＢを配置して実施し得る。同様に拡散板４Ｂを図５に示すように配置して実施し得る。
図５に示す形態では、緑色フィルターＧと青色フィルターＢ２×２の格子配列で互い違いに配置されている。この配置により受光位置によって緑色と青色のそれぞれの受光量のバラつきを抑える。したがって、３×３以上にしてもよい。
１系統で４フィルター（緑色２枚、青色２枚）が配置されており、４フィルターのそれぞれに個々の受光素子ＰＤ１（ＰＤ２，ＰＤ３）が配置されている。したがって、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３がそれぞれ４つずつで計１２個使われている。
なお、図３及び図４に示すように、緑色フィルター（Ｇ）、青色フィルター（Ｂ）を配置しない場合は、緑色発光と青色発光とを時分割で実行し、緑色発光時に緑色の光検出を行い、青色発光時に青色の光検出を行うことで測定可能である。また、図６に示すようにダイクロイックミラーＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３などの分光器を出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３の正面に配置して、分光された光路上にそれぞれ受光素子ＰＤ１（ＰＤ２，ＰＤ３）を配置してもよい。
なお、図３、図４及び図５では、出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３を矩形状にしたが、形状は任意である。
【００６４】
（形態３）
図７に示すように受光ファイバー束３Ｂの複数系統の出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３が放射状に配置された形態を実施し得る。本形態では、中心角１２０度の扇形形状に各出射口を形成した。同様に出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３の正面に受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３が配置され、フィルターや時分割発光方式、ダイクロイックミラー等を適宜適用する。
【００６５】
（形態４）
図８に示すように光検出器を、複数系統の出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３に亘って配置された２次元イメージセンサーＩＭとする形態を実施し得る。予め各出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３からの光を受光する画素であって計測に用いる画素範囲を特定しておくとよい。フィルターや時分割発光方式を適宜適用する。
【００６６】
（形態５）
受光ファイバー束３Ｂが、出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３近くで図６に示すように分岐されていたり、出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３同士が仕切りで物理的に区切られていたりしてもよい。これにより、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３への入射光の混合を抑制することができる。但し、原理的には多少の混合（各系統の光学的分離性の悪さ）は許容される。各受光素子ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３による光検出値の、発光部の中心軸回りの角度に依存した方向的性質が互いに異なっていれば、先端面ＡＳの生体面に対する傾き、密着の不均一に応じて、各系統で検出される光検出値に差が生じるからである。
【００６７】
（形態６）
図９に示すように、先端面ＡＳの発光部２ｑ及び受光部ｐ１、ｐ２、ｐ３の周囲に照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３が設けられた形態を実施し得る。照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は、例えば、ＬＥＤを先端面ＡＳに配置した構成で実施し得る。
照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３を、予備発光用の光源として使用できる。そのため、照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３を、検出光の波長と同等にする（測定に与える影響を評価しやすい）。
また、照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は、暗闇下作業での照明器具としても使用でき、特に先端面ＡＳを押し当てる測定対象の生体面を目視確認する際に利用できる。
【００６８】
（その他の形態）
図２及び図９では、受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３を３系統で１２０度に分割して配置しているが、角度分割は均等でなくてもよい。
また、受光系は、１光路タイプ（図９，図１１，図１２，図１３，図１４，図１５，図１６，図１７）、２光路タイプ（図２，図１０）、３光路以上（不図示）のいずれでもよい。２光路タイプで外側（３ｐＢ）に複数系統を設けるか、内側（３ｐＡ）に複数系統を設けるか、その双方とするかは選択して実施し得る。
また、受光系は、３系統（図２）に限らず、４系統以上（図１０）としてもよい。例えば、図１０では８系統の受光部ｐ１−ｐ８が配置される。系統数の奇数、偶数も問わない。また、受光部（ｐ１，ｐ２，ｐ３）は、円環形（図２，図９。図１０，図１１，図１５）に限らず、円形（図１２）、角環形（図１６，図１７）、角形（不図示）としてもよい。
また、図１３に示すように互いに異なる系統の受光部ｐ１−ｐ８が、発光部２ｑの中心軸回りの周方向に離れて配置されている形態も実施し得る。図１３に示す形態にあっては、受光部ｐ１−ｐ８をそれぞれ円形（形状は任意）にし、発光部２ｑの中心軸回りの周方向に間隔を隔てて配置した。同様に図１４に示すように互いに異なる系統の受光部ＰＤ１−ＰＤ３は、発光部ＬＤの中心軸回りの周方向に離れて配置されている形態も実施し得る。図１４に示す形態にあっては、発光部は、先端面ＡＳに配置された発光素子ＬＤにより構成される。また、図１４に示す形態にあっては、受光部は、先端面ＡＳに配置され、複数系統の個々に対応した光センサーＰＤ１−ＰＤ３により構成されている。先端面ＡＳに配置された発光素子ＬＤと、受光ファイバー束３Ａ，３Ｂとの組み合せ、先端面ＡＳに配置される光センサーＰＤ１−ＰＤ３と、投光ファイバー束２との組合せも実施し得る。
また、受光系の一系統に対応する光センサーの数は一個でもよいし複数個でもよい。
また、図１５に示すように、受光部が、先端面ＡＳに配置された２次元イメージセンサーＩＭにより構成された形態も実施し得る。図１５に示す形態にあっては、２次元イメージセンサーＩＭが、発光部（出射口２ｑ）の周りを囲み円環形に形成されている。これに拘わらず、発光部（出射口２ｑ）を円環形にし、その内側に円形の２次元イメージセンサーを配置してもよい。
図１６に示す形態にあっては、発光部（出射口２ｑ）を正方形、受光部ｐ１−ｐ４を正方環形とした。図１７に示す形態にあっては、発光部（出射口２ｑ）を長方形、受光部ｐ１−ｐ２を長方環形とした。このように形状の自由度は高く、図示しないが、六角形、八角形等の多角形も実施し得る。角数と系統数を合せることも可能であるし、合せないことも可能である。
また、投光ファイバー束２および受光ファイバー束３Ａ，３Ｂの部分は、同様の機能をもつ各種のライトガイド・ライトパイプおよびその束で置き換えてもよい。
【００６９】
《測定方式の各形態》
図１に示すように光学的生体情報測定装置である黄疸計２０は、発光部（１→２ｑ）からの測定光の発光を制御し、受光部（３ｐＡ，３ｐＢ）を介した光検出に基づき測定値を演算する制御・演算部２１と、測定値等を表示する表示部２２とを備える。
制御・演算部２１は、次のいずれかの方式による制御、演算を実行する。
【００７０】
（方式１）
まず、制御・演算部２１が、複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内である時の光検出値に基づき測定値を算出する方式を実施し得る。
制御・演算部２１は、発光部から生体に向けて測定光を出射させ、生体から戻ってきた光を各系統の受光部（ｐ１，ｐ２，ｐ３）を介してそれぞれの光検出値を得る。光検出値の差が所定の閾値以内である時は、これらの光検出値に基づき測定値を算出し、表示部２２に表示する。複数の光検出値があるので、平均化処理等の演算をいれてもよい。いずれか１系統の光検出値を選択して測定値を算出してもよい。上記差が所定の閾値以内に収まっているので、先端面ＡＳの生体面に対する平行度、密着の均一性は所定レベルに確保されているので、正確な測定値を算出できる。
この方式において、制御・演算部２１は、複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内でない場合、発光部からの測定光の再発光を制御する。発光と繰り返すことで、上記差が所定の閾値以内に収まる機会を待つ。
なお、「光検出値の差」をとるときの「光検出値」は、各系統の受光部（ｐ１，ｐ２，ｐ３）の検出値そのもの、又はその検出値が反映されているいかなるパラメータでもよいことは勿論である（以下同じ）。
【００７１】
（方式２）
また、制御・演算部２１が、予備発光を制御して当該予備発光時の複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内となったことを契機に、測定光の本発光を制御して当該本発光時の受光部（ｐ１，ｐ２，ｐ３）を介した光検出値に基づき測定値を算出する方式を実施し得る。
予備発光は、上述した照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３を光源として実行するか、測定用光源（キセノン管１）を光源として実行する。測定用光源（キセノン管１）を光源として予備発光を実行する場合、光量を抑えるなど、本測定とは異なる発光条件により実行する。照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３としてのＬＥＤや、光量を抑えた測定用光源（キセノン管１）による予備発光により、本測定に至るまでの消費電力を抑え得る。
また、予備発光に測定用光源とは別の照明用光源を使う場合、照明用光源の発光動作は、測定スイッチに連動して行ってもよいし、別途照明用光源を動作させるためのスイッチによって行ってもよい。別のスイッチによって行う場合、任意のタイミング・期間で発光することが可能なため、照明用光源を暗闇下作業での照明器具としても利用できる。
（方式３）
また、制御・演算部２１が、予備発光に代わる光を外光（環境光）として、無発光時の検出値（ダークカウント値）を取得し、複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値以内となったことを契機に、測定光の本発光を制御して当該本発光時の受光部（ｐ１，ｐ２，ｐ３）を介した光検出値に基づき測定値を算出する方式を実施し得る。
外光の入り具合の位置による均一性から、先端面ＡＳの傾き（密着性不均一）を判定することができる。
但し、外光が完全に無い場合や、先端面ＡＳが傾いていても柔らかい皮膚等で密着している場合は外光が入らず検知できないため、その場合は方式２により照明光発光部ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３や測定用光源（キセノン管１）を発光させてもよい。装置側に固定されたこれらの発光部を用いることにより、先端面ＡＳの傾き（密着性不均一）を精度良く判定する。
【００７２】
（補助機能１）
制御・演算部２１は、複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超えていることを、表示部２２を制御して表示する補助機能を実施し得る。
表示部はパネルディスプレイでもよいし、専用のLED表示器でもよい。文字や絵図を表示できるパネルディスプレイを利用する場合、表示内容は「生体に対して測定プローブが傾いています」や「測定プローブを測定面に対して垂直にしてください」等の文字でもよいし、同様の内容を表現した絵図でもよい。
また、表示部２２に音声出力装置（スピーカ）を設けて、音声・警告音によって使用者に報知してもよい。
また、この警告報知機能は、上記差が閾値を超えている場合でも、取得された測定値を暫定的に表示した上で同時に実施してもよい。上記差が閾値を超えている場合の測定値をその旨の表示（警告報知）とともに表示するか、上記差が閾値内である場合の測定値をその旨の表示（適正報知）とともに表示するかのいずれか一方又は双方を行うことで両者を区別して表示できる。
また、閾値を超えている場合には測定値を表示せず警告報知のみを実施してもよい。
（補助機能２）
また、制御・演算部２１は、先端面ＡＳの生体面に対する傾き方向又は同傾きを減少させるために修正すべき方向を、表示部２２を制御して表示する補助機能を実施し得る。
以上の補助機能を実施するために、図１８(a)(b)に示すように黄疸計２０の先端面ＡＳの反対の天面に表示部２２ＢとしてパネルディスプレイやＬＥＤ表示器を配置し、補助機能１のためのセンタリング指示２３、補助機能２のための方向指示２４ａ−２４ｄを表示するとよい。天面の表示部２２Ｂ以外に、側面にメインの表示部２２Ａとしてパネルディスプレイを有し、ここに測定値等を表示する。２つの表示部２２Ａ，２２Ｂは、一つに統合してもよい。天面の表示部２２Ｂをパネルディスプレイとして数値、文字表示できる仕様とすれば、天面の表示部２２Ｂに測定値等を表示できるので、側面の表示部２２Ａは廃止できる。図１８(c)に示すように、側面の表示部２２Ａにセンタリング指示２３、方向指示２４ａ−２４ｄを表示すれば、天面の表示部２２Ｂは設けなくてもよい。その場合でも、天面の表示部２２Ｂを設けて、２つの表示部２２Ａ，２２Ｂの双方でセンタリング指示２３、方向指示２４ａ−２４ｄを表示できるようにしてもよい。
また、生体面に対する傾き方向又は同傾きを減少させるために修正すべき方向を、表示部２２に設けた音声出力装置（スピーカ）の音声によって使用者に報知してもよい。
以上の補助機能１，２を、上記方式１、方式２の測定方式に組み合わせて実施することで、早期に測定が得られるようにユーザーを導くことができる。また、以下の方式に組み合わせて実施することでも、測定精度を向上できる。
【００７３】
（方式４）
また、制御・演算部２１は、複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超える時、そのうち一部の系統のみによる光検出値に基づき測定値を算出する方式を実施し得る。
例えば、複数系統による光検出値のうち、受光強度の強い一部の系統のみによる光検出値に基づき測定値を算出する。受光強度の高い部分は、先端面ＡＳの生体面への密着度が高く、戻ってくる測定光が多い部分である。先端面ＡＳが生体面に対して傾いていたり、一部で浮いていたりしても、複数系統の受光部（ｐ１、ｐ２、ｐ３）のうち密着した受光部を介した光検出に基づき測定値を算出することで、測定精度を維持する。
あるいは、複数系統による光検出値のうち、相対的に値が近い一部の系統のみによる光検出値に基づき測定値を算出する。光検出値の値が近いということは生体面への密着度が均等に近い状態であるということである。光検出値の値が外れた系統すなわち密着度が不均一になっている領域の検出値を除外し、密着度の均一な領域の検出値のみから測定値を算出することで、測定精度を維持する。
本方式において、制御・演算部２１は、複数系統によるそれぞれの光検出値の差が所定の閾値を超えていることによる測定の信頼性の低さを、表示部２２を制御して表示することとしてもよい。例えば、上記差が所定の第一閾値を超えているときに、「測定信頼度：中」、上記差が第一閾値より大きい第二閾値を超えているときに、「測定信頼度：低」等を表示する形態で実施する。
ユーザーは必要により、測定のやり直しを実施できるが、その際、上記補助機能１，２により黄疸計２０の姿勢を正し、「測定信頼度：高」の測定値を得ることができる。  
【００７４】
（方式５）
また、制御・演算部２１が、所定回数の測定光の連続発光を制御し、当該連続発光の発光毎に複数系統によるそれぞれの光検出値の差を算出し、当該差が比較的小さい発光回の受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出する方式を実施し得る。
本方式では、上記方式１，２のように１回ごとに上記差を算出することは行わず、予め設定された時間レートの連続発光の１セットを実行し、その後、各回の発光について上記差を算出する。差が比較的小さい発光回の受光部を介した光検出値に基づき測定値を算出すれば、高い測定精度を確保できる。
本方式において、上記補助機能１，２の表示を参照してユーザーが黄疸計２０の姿勢を正しく保持することにより、より高い測定精度を確保できる。
本方式には、連続発光に適したLEDやレーザー等の光源を利用できる。  
（方式６）
また、制御・演算部２１が、複数系統によるそれぞれの光検出値の差を計算し、その値つまり測定プローブの先端面と生体面との傾きおよびそれによる密着性不均一による影響を補正する演算を行い、より正確な値を測定値として算出する方式を実施し得る。予めプローブと生体面との傾きが測定値に与える影響、すなわち、上記差に応じた補正量の相関を把握し、装置に同相関を反映した補正演算式を組み込んでおくことなどにより、上記差に応じた補正を加えることができる。
【００７５】
《その他補足事項》
以上の説明に対してさらに説明を加える。
【００７６】
（ａ）まず、図２に記載した受光部ｐ１，ｐ２，ｐ３におけるファイバー配列は、それぞれ出射口ｑ１，ｑ２，ｑ３に対応していれば任意である。
したがって、受光ファイバー束３Ａの先端面ＡＳにおけるファイバー入射口の前記角度に応じた分布は、出射端で維持若しくは特定の座標上に配置転換されているか、又は前記複数系統の各一系統内でランダムに配置転換されている構成を実施し得る。
例えば、図１９(a)に示す先端面ＡＳにおける出射口２ｑ及び入射口３ｐＢにおける中心軸回りの角度に応じた分布が、図１９(b1)(b2)に示すように受光ファイバー束３Ｂの出射口3ｑＢではＸ座標上に配置転換されており、同じくＸ座標に沿って受光素子ＰＤ１，ＰＤ２・・・が配置された構成を実施しても、先端面ＡＳにおける異なる角度領域における検出光を異なる受光素子でそれぞれ検出可能である。
また、図１９(a)に示す先端面ＡＳにおける出射口２ｑ及び入射口３ｐＢにおける中心軸回りの角度に応じた分布が、図１９(c1)(c2)に示すように受光ファイバー束３Ｂの出射口３ｑＢでは同じく中心軸回りの角度に応じた分布であり、異なる角度領域に受光素子ＰＤ１，ＰＤ２・・・が配置された構成を実施しても、先端面ＡＳにおける異なる角度領域における検出光を異なる受光素子でそれぞれ検出可能である。この構成の場合、入射端でのファイバー配列が出射端で維持されるイメージファイバーを適用することができる。
また、図１９(a)に示す先端面ＡＳにおける出射口２ｑ及び入射口３ｐＢにおける中心軸回りの角度に応じた分布が、図１９(d1)(d2)に示すように受光ファイバー束３Ｂの出射口３ｑＢではＹ座標上に配置転換されており、同じくＹ座標に沿って受光素子が配置された構成（例えば２次元イメージセンサーＩＭの画素により対応）を実施しても、先端面ＡＳにおける異なる角度領域における検出光を異なる受光素子でそれぞれ検出可能である。
【００７７】
光導管の設計とは独立して、センサーの数を任意に選定することによって、角度方向のエリア分割数を任意に調整することができる。とくに、センサーを二次元イメージセンサーとした場合、角度により連続的に変化する光検出値を、エリア毎に設けられたセンサーによる積分値ではなく、連続した分布として二次元センサーによって取得することができる。それにより角度による密着度の不均一をより詳細に検知することが可能となる。
【００７８】
（ｂ）以上説明した構成にあっては、異なる系統の受光部について、発光部の中心軸回りの角度に応じた分布が異なるように投受光系を構成することによって、プローブ先端面ＡＳで角度領域が異なる検出チャンネルを複数設けた。複数の独立した検出チャンネルのプローブ先端面ＡＳで検出対象とする角度領域が異なっていればよい。
プローブ先端面ＡＳで検出対象とする角度領域が異なるようにするためには、受光部と発光部の関係を入れ替えても可能である。すなわち、図２０に示すように発光部２ｑは、発光を独立して行うことが可能な複数系統２ｑ１，２ｑ２，２ｑ３が設けられ、互いに異なる系統の発光部２ｑ１，２ｑ２，２ｑ３は、受光部３ｐＡの中心軸回りの角度に応じた分布が異なる投受光系を構成する。例えば、図２０に示すように発光部（出射口）２ｑ１，２ｑ２，２ｑ３に対応した入射口２ｐ１，２ｐ２，２ｐ３に光を入射させる発光素子ＬＥＤ１、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３を配置する。
そして、制御・演算部２１は、受光部３ｐＡが単一系統、かつ、発光部が複数系統設けられる場合は、各系統の発光部２ｑ１，２ｑ２，２ｑ３を時分割発光させて受光部３ｐＡで順に受光検出することにより、複数系統によるそれぞれの光検出値を取得することができる。これによっても、複数の独立した検出チャンネルが、プローブ先端面ＡＳで検出対象とする角度領域が異なっている構成を実施可能である。
この場合、検出駆動方法は、上記時分割発光を予備発光とし、本測定時は複数系統の発光部が同時発光して、その戻り光を検出してもよい。あるいは、上記時分割発光時の光検出値から演算した値を本測定値としてもよい。
そして、受光部が複数系統である場合の上述したバリエーションは、発光部が複数系統である場合でも、発光要素に置き換えることで同様に実施可能である。
【００７９】
受光部を複数系統にするためには、その目的のためだけに系統数の分だけ光センサーを複数設ける必要が生じる場合がありコストアップ、製品サイズ拡大等につながる。発光部側の光源を複数にする方法であれば、例えばLED光源で光量確保等の別の目的のために素子を複数化した場合に、その複数の素子を有効に利用することができる。
【００８０】
（ｃ）また、例えば図２１、図２２(a)又は図２２(b)に示すようにして、受光部及び発光部について、角度領域の異なる複数系統を設けて実施してもよい。
この場合、検出駆動方法は、複数系統の発光部が同時発光して、各系統の受光部が戻り光を検出する方式でもよいし、上記（ｂ）と同様に時分割で行ってもよい。また、予備発光と、測定のための本発光がある場合、時分割で予備発光し、本発光は同時発光として実施してもよい。
図２３(a)に示す受光部のみを複数系統化する場合に比べ、図２３(b)に示すように発光部も複数系統化することにより、先端面ＡＳにおいて異なる角度領域の検出領域同士を径方向に分離することが可能であり、プローブＰの傾きによる密着度不均一の影響をより受けやすくなる。例えば傾きにより発光部が生体から浮くことによって、浮いた側で生体内へ光が入射し難くなる現象が、より傾きの軽微な段階で顕著に起きるようになり得る。
【００８１】
《その他の解決手段》
次に、先端面ＡＳの生体面ＢＳに対する傾き、不均一な密着を防止するため、又は先端面ＡＳの生体面ＢＳに対する傾きや密着度を検知するための他の解決手段を開示する。以下は測定光学系を利用しない解決手段である。
（１）まず、先端面ＡＳの生体面ＢＳに対する傾き、不均一な密着を防止するための解決手段を開示する。
図２４(a)に示すように、プローブＰの先端部を幅広の先端部５１とし、先端面ＡＳの面積を広くする。これにより、プローブＰが生体面ＢＳに対して傾くことを防ぐ。
また、同じ目的で図２４(b)に示すようにプローブＰの先端部に装着する先端部品５２を用いてもよい。先端部品５２の中央の孔にプローブＰが挿入されて一定角度に保持される。
さらに、図２５(a)に示すようにプローブＰの先端部５３と、それより根元の本体部筐体５４との間をバネ５５等で連結することにより弾性支持し、先端面ＡＳが含まれる先端部５３を本体部筐体５４に対して３６０°傾動自在に支持する。本体部筐体５４を持った手により、生体面ＢＳに垂直でない方向の押し込み力によりプローブＰを押し付けると、図２５(b)に示すように先端部５３と本体部筐体５４とが相対的に傾き（屈曲する）、先端面ＡＳが生体面ＢＳに密着するように矯正され、またその状態を維持できる。なお、幅広の先端部５１又は先端部品５２を同時に実施することで、先端面ＡＳの生体面ＢＳへの追従性を高められる。
【００８２】
また、弾性体を利用した生体面ＢＳへの追従は、図２６(a)に示すようにプローブＰの先端部５６を弾性体により構成することでも実施できる。弾性体の先端部５６が、それより根元の硬い部分５７よりも柔軟に変形するように構成する。図２６(b)に示すようにプローブＰの本体側が生体面ＢＳに対して傾いても、弾性体の先端部５６が生体面ＢＳに追従し、先端面ＡＳを生体面ＢＳに密着させ続けることができる。弾性体の先端部５６は、エラストマー等で構成でき、光ファイバーを用いている場合は、光ファイバーの周りの遮光性部材を弾性体により構成する。また、光ファイバーも柔軟性の高いものを選択できる。
【００８３】
また、装置が大型や縦長であったり、重量が重かったりすることによって傾きが生じやすい場合は、本体部と測定プローブ部を分離することが有効である。測定プローブ部を比較的小型軽量かつ、生体に対して傾きが生じにくい形状で構成することによって、生体に対して密着性を維持しやすくなり測定精度を向上できる。本体部５８とプローブＰの先端部５９との接続は、図２７(a)に示すように光信号ケーブル６０で繋ぐ、図２７(b)に示すように無線信号６１を送受する、図２７(c)に示すように電気信号ケーブル６２で繋ぐ等の手段が可能である。
先端部５９は、図２４、図２５の場合と同様に生体面ＢＳに追従しやすい幅広の形状を適用する。
光信号ケーブル６０にあっては、内部の光ファイバー及びチューブ材料などその構成材料として、柔軟性の高いものを選択する。
無線信号６１とする場合は、検出光の受光値を電気信号に変換し本体部５８へ無線送信する電気回路を先端部５９とに設ける。
電気信号ケーブル６２とする場合は、検出光の受光値を電気信号に変換し本体部５８へ有線送信する電気回路を先端部５９とに設ける。
【００８４】
（２）次に、先端面ＡＳの生体面ＢＳに対する傾きや密着度を検知するための解決手段を開示する。傾きや密着度の検知に基づき、再測定や警告報知・測定値の補正演算等を行うことにより、測定精度（再現性・正確性）の悪化を改善することができる。
【００８５】
プローブの測定系とは別にセンサーを設け、先端面ＡＳの生体面ＢＳに対する傾きや密着度を直接的又は間接的に検知する。例えば、図２８に示すようにセンサー６３を先端面ＡＳに設ける。センサー６３として、方式は問わないが圧力センサー、接触センサー等を適用することで、圧力分布により密着の均一性（傾き、浮きがある場合を含む）を検知でき、接触の有無により浮きの有無を検知できる。
【００８６】
また、プローブの測定系とは別にセンサーとして方式は問わないが、図２９に示すように先端面ＡＳに機械式センサーを設ける。例えばプローブＰの先端部に先端面ＡＳから延出する可動式（ストローク式）のスイッチ６４を設ける。プローブＰを生体面ＢＳに押し付けた時、各スイッチ６４，６４，６４の動作量（生体面ＢＳからの押し返し力）の違いにより、いずれか一つのスイッチ６４がオンしない構成とし、すべてのスイッチ６４，６４，６４がオンした時に測定動作を実行する。これにより、測定時の先端面ＡＳと生体面ＢＳの平行度が確保できる。
【００８７】
また、プローブの測定系とは別にセンサーとして、図３０に示すようにプローブＰに生体面ＢＳまでの距離を測定する複数の距離センサー６５を設ける。方式は問わないが、例えば、レーザー測距センサーを適用する。例えば、距離センサー６５をプローブの外周部に角度を付けて設け、周囲の３点以上に配置する。これにより、プローブＰの生体面ＢＳに対する角度を測定できる。
【００８８】
また、プローブの測定系とは別にセンサーとして、図３１に示すようにプローブＰの先端面ＡＳの周囲部に反射型光センサー６６を配置する。反射型光センサー６６は、発光素子６６ａと受光素子６６ｂを備えたものである。反射受光量により、先端面ＡＳの各所の生体面ＢＳに対する距離や密着度の均一性を検知できる。
発光素子６６ａが出射する光の波長を、プローブＰが検出する光の波長と同等としてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１     キセノン管
２     投光ファイバー束
２ｐ   入射口
２ｑ   出射口（発光部）
３Ａ，３Ｂ    受光ファイバー束
３ｐＡ，３ｐＢ       入射口
３ｑＡ，３ｑＢ       出射口
４Ａ，４Ｂ    拡散板
５Ａ，５Ｂ    ２波長受光素子
９     生体
１０   投受光系
１１   導光部
２０   黄疸計（光学的生体情報測定装置）
２１   制御・演算部
２２   表示部
２２Ａ，２２Ｂ       表示部
ＡＳ   先端面
ＢＳ   生体面
ＩＭ   ２次元イメージセンサー
ＬＡ，ＬＢ    検出光
ＬＤ   発光素子
ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３      照明光発光部
ＬＷ   測定光
Ｐ     プローブ
ｐ１，ｐ２，ｐ３     各系統の入射口（受光部）
ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３      受光素子
ｑ１，ｑ２，ｑ３     各系統の出射口
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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