(57)【要約】【課題】体脂肪測定装置およびその方法を提供する。【解決手段】２つ以上の光源から生体組織に照射された光信号を光検出器によって検出し、検出されたそれぞれの光信号強度を測定する段階と、２つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度との差を用いて、第１光信号強度および第２光信号強度に対する勾配を算出する段階と、算出した勾配値から生体組織の体脂肪厚を測定する段階とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出器および２つ以上の光源を含む体脂肪測定装置の体脂肪測定方法において、
前記２つ以上の光源から生体組織に照射された光信号を前記光検出器によって検出し、前記検出されたそれぞれの光信号強度を測定する段階と、
前記２つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、前記第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度との差を用いて、前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する勾配を算出する段階と、
前記算出した勾配値から前記生体組織の体脂肪厚を測定する段階と、
を含むことを特徴とする体脂肪測定方法。
【請求項２】
前記検出したそれぞれの光信号強度を測定する前記段階は、
前記各光源から照射される光量および所定の増幅器ゲインを補正して前記各光信号強度を標準化する段階、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の体脂肪測定方法。
【請求項３】
前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する勾配を算出する前記段階は、
前記第１光信号強度値および前記第２光信号強度値にそれぞれログを用いて第１光信号強度ログ値および第２光信号強度ログ値を算出する段階と、
前記第１光信号強度ログ値と前記第２光信号強度ログ値との差を前記第１光源と前記第２光源との間の距離値で割る段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の体脂肪測定方法。
【請求項４】
前記算出した勾配値から前記生体組織の体脂肪厚を測定する前記段階は、
前記勾配値に第１定数を乗算し、前記乗算した値に第２定数を足す段階、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の体脂肪測定方法。
【請求項５】
前記第１定数は１５７であり、前記第２定数は３１．８であることを特徴とする請求項４に記載の体脂肪測定方法。
【請求項６】
光検出器および３つ以上の光源を有する体脂肪測定装置の体脂肪測定方法において、
前記３つ以上の光源から生体組織に照射された光信号を前記光検出器によって検出し、前記検出されたそれぞれの光信号強度を測定する段階と、
前記３つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、前記第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度との差を用いて、前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する第１勾配を算出する段階と、
前記３つ以上の光源のうち、第３光源と第４光源との間の距離と、前記第３光源に対応する第３光信号強度と第４光源に対応する第４光信号強度との差を用いて、前記第３光信号強度および前記第４光信号強度に対する第２勾配を算出する段階と、
前記第１勾配および前記第２勾配の比率を用いて前記生体組織の体脂肪厚を測定する段階と、
を含むことを特徴とする体脂肪測定方法。
【請求項７】
前記第３光源は、前記第１光源または前記第２光源を含む概念であることを特徴とする請求項６に記載の体脂肪測定方法。
【請求項８】
前記検出したそれぞれの光信号強度を測定する前記段階は、
前記各光源から照射される光量および所定の増幅器ゲインを補正して前記各光信号強度を標準化する段階、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の体脂肪測定方法。
【請求項９】
前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する第１勾配を算出する前記段階は、
前記第１光信号強度値および前記第２光信号強度値にそれぞれログを用いて第１光信号強度ログ値および第２光信号強度ログ値を算出する段階と、
前記第１光信号強度ログ値と前記第２光信号強度ログ値との差を前記第１光源と前記第２光源との間の距離値で割る段階と、
を含み、
前記第３光信号強度および前記第４光信号強度に対する第２勾配を算出する前記段階は、
前記第３光信号強度値および前記第４光信号強度値にそれぞれログを用いて第３光信号強度ログ値および第４光信号強度ログ値を算出する段階と、
前記第３光信号強度ログ値と前記第４光信号強度ログ値との差を前記第３光源と前記第４光源との間の距離値で割る段階と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の体脂肪測定方法。
【請求項１０】
前記第１勾配および前記第２勾配の比率を用いて前記生体組織の体脂肪厚を測定する前記段階は、
前記第１勾配値を前記第２勾配値で割って前記比率値を算出する段階と、
前記比率値に第１定数を乗算して第１値を算出する段階と、
前記比率値を自乗した値に第２定数を乗算して第２値を算出する段階と、
第３定数から前記第１値を引いた後に前記第２値を加える段階と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の体脂肪測定方法。
【請求項１１】
前記第１定数は８６．２１８６であり、前記第２定数は５８．０２４１であり、前記第３定数は３４．２５４４であることを特徴とする請求項１０に記載の体脂肪測定方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のうちのいずれか一項の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
生体組織に光を照射する２つ以上の光源と、
前記生体組織内部で散乱した光信号を検出して電気信号に変換する光検出部と、
前記検出した光信号の強度を測定する光信号強度測定部と、
前記それぞれの光源間の離隔距離および前記それぞれの光源に対応して検出した光信号強度を用いて、前記生体組織の体脂肪厚を測定する体脂肪測定部と、
を含むことを特徴とする体脂肪測定装置。
【請求項１４】
前記体脂肪測定部は、前記２つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、前記第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度との差を用いて、前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する勾配を算出し、前記算出した勾配値から前記生体組織の体脂肪厚を演算することを特徴とする請求項１３に記載の体脂肪測定装置。
【請求項１５】
前記体脂肪測定部は、前記２つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、前記第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度との差を用いて、前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する第１勾配を算出し、前記２つ以上の光源のうち、第３光源と第４光源との間の距離と、前記第３光源に対応する第３光信号強度と第４光源に対応する第４光信号強度との差を用いて、前記第３光信号強度および前記第４光信号強度に対する第２勾配を算出し、前記第１勾配と前記第２勾配の比率を算出して前記生体組織の体脂肪厚を演算することを特徴とする請求項１３に記載の体脂肪測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体脂肪測定装置およびその方法に関し、より詳細には、２つ以上の光源間のそれぞれの離隔距離と前記それぞれの光源に対応して生体組織から検出した光信号の強度との相関関係を用いて体脂肪厚を測定する体脂肪測定装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康と美容に関する話題は、現代の社会において大部分を占めている。最近では、健康かつ快楽な人生を目標とするウェルビーイング（ｗｅｌｌ−ｂｅｉｎｇ）ブームが巻き起こっており、これが好況となっている。健康を測定できる指標の１つとして肥満度を測定する方法がある。肥満度を測定する方法も多様ではあるが、このうち体内脂肪の比率を測定する体脂肪率が普遍的な基準として用いられている。これは、美容を目的としてダイエットをする人々にも共通して適用することができる。
【０００３】
体脂肪率を測定する方法は、水中で体重を測る体平均密度測定法（ｂｏｄｙ  ａｖｅｒａｇｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）、人体の特定部位の脂肪厚を測定して体脂肪率を求める皮下脂肪テスト（ｓｋｉｎｆｏｌｄ  ｔｅｓｔ）、人体に微弱な電流を流して体内抵抗を求めることで体脂肪率を計算する生体抵抗法（ｂｏｄｙ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）、体重とウエストの長さを用いた体脂肪計算法（ｗｅｉｇｈｔ  ａｎｄ  ｗａｉｓｔ  ｒｅｌａｔｉｏｎ  ｔａｂｌｅ）などがあるが、設備が複雑な上に測定が正確でないという問題点がある。
【０００４】
最近では、簡単な設備と正確な測定のために、光を用いた体脂肪測定法が提案されている。光を用いて体脂肪を測定する体脂肪測定装置の原理は、光源から放出された光を人体の測定部位に照射することによって体内で後方散乱を起こし、散乱した光信号を光検出器で検出して体脂肪を計算するものである。
【０００５】
このような体脂肪測定方法は、他の体脂肪測定方法に比べて非侵襲的（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）であるし、短時間で簡単に体脂肪厚を測定できる上に、小型での製作が可能であるため、主に携帯用装置として具現されている。ここで重要なことは、誰がいつどこで測定したとしても、正確な測定が保障されるのかという点である。しかしながら、主に小型で製作され、携帯用装置として具現されたり携帯端末機などに搭載されたりする従来技術に係る携帯型の体脂肪測定装置では、常に体脂肪厚を正確に測定し難いという実情にある。
【０００６】
これにより、ユーザが携帯しながら、いつどこにでも携帯しながら、便利かつ正確に体脂肪厚の測定が可能な体脂肪測定装置の開発が求められている。
【特許文献１】特開２００５−１２５０５９号公報
【特許文献２】大韓民国特許出願公開第２００６−０３２０４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術を改善するために案出されたものであって、各光源間の距離および前記各光源に対応して生体組織から検出した光信号強度のみを用いて体脂肪厚を演算することによって、体脂肪厚をより効率的に算出できる体脂肪測定装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、各光源間の距離と前記各光源に対応する光信号強度を介して算出する勾配または前記勾配間の比率と体脂肪厚間の相関関係を用いて前記体脂肪厚を演算することによって、より簡単かつ正確な体脂肪厚の測定が可能な体脂肪測定装置およびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成し、従来技術の問題点を解決するために、本発明に係る光検出器および２つ以上の光源を含む体脂肪測定装置の体脂肪測定方法は、前記２つ以上の光源から生体組織に照射された光信号を前記光検出器によって検出し、前記検出されたそれぞれの光信号強度を測定する段階と、前記２つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、前記第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度の差を用いて、前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する勾配を算出する段階と、前記算出した勾配値から前記生体組織の体脂肪厚を測定する段階とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光検出器および３つ以上の光源を有する体脂肪測定装置の体脂肪測定方法は、前記３つ以上の光源から生体組織に照射された光信号を前記光検出器を介して検出し、前記検出されたそれぞれの光信号強度を測定する段階と、前記３つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、前記第１光源に対応する第１光信号強度と第２光源に対応する第２光信号強度の差を用いて、前記第１光信号強度および前記第２光信号強度に対する第１勾配を算出する段階と、前記３つ以上の光源のうち第３光源と第４光源との間の距離と、前記第３光源に対応する第３光信号強度と第４光源に対応する第４光信号強度の差を用いて、前記第３光信号強度および前記第４光信号強度に対する第２勾配を算出する段階と、前記第１勾配と前記第２勾配の比率を用いて、前記生体組織の体脂肪厚を測定する段階とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る体脂肪測定装置は、生体組織に光を照射する２つ以上の光源と、前記生体組織内部で散乱した光信号を検出して電気信号に変換する光検出部と、前記検出した光信号の強度を測定する光信号強度測定部と、前記それぞれの光源間の離隔距離および前記それぞれの光源に対応して検出した光信号の強度を用いて、前記生体組織の体脂肪厚を測定する体脂肪測定部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、本明細書で用いられる生体組織とは、人体のみを対象として限定するものではない。すなわち、皮膚と筋肉との間に皮下脂肪層を有するあらゆる生物体に対して、本発明に係る光センサモジュールを含む体脂肪測定装置を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の体脂肪測定装置および方法によれば、各光源間の距離および前記各光源に対応して生体組織から検出された光信号の強度のみを用いて体脂肪厚を演算することによって、体脂肪厚をより効率的に算出できる効果を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の体脂肪測定装置および方法によれば、各光源間の距離と前記各光源に対応する光信号の強度を用いて算出する勾配または前記勾配間の比率と体脂肪厚間の相関関係を用いて前記体脂肪厚を演算することによって、より簡単かつ正確に体脂肪厚を測定できる効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る体脂肪測定装置の構成を示した図である。
【００１７】
本発明に係る体脂肪測定装置は、光センサモジュール１１０と、電気信号演算部１２０と、出力手段１３０とを含んで構成される。光センサモジュール１１０は、光量調節部１１１と、光源部１１２と、光検出部１１３とを含んで構成される。電気信号演算部１２０は、光信号強度測定部１２１と、体脂肪測定部１２２と、出力制御部１２３とを含んで構成される。出力手段１３０は、ディスプレイ手段１３１と、音響出力手段１３２とを含んで構成される。
【００１８】
光センサモジュール１１０の光源部１１２は、２つ以上の光源を含んで構成される。光源は、当業系で広く用いられているトップビューＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を含む点光源（ｐｏｉｎｔ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）の形態で具現されても良いし、面光源（ｓｕｒｆａｃｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）の形態で具現されても良い。また、光源は、トップビューＬＥＤだけでなく、サイドビューＬＥＤを含んで具現されても良い。トップビューＬＥＤが光源で具現された場合について、図２を参照して説明する。
【００１９】
図２は、本発明に係る体脂肪測定装置の光センサモジュールの上面を示した図である。
【００２０】
図２には、光センサモジュール１１０の光検出部２１０および光源部を上から見た正面図が示されている。本発明の一実施形態によれば、光源部は、２つ以上が設置される。すなわち、光源部は、体脂肪厚を測定するために少なくとも２つが設置されても良いし、３つ以上が設置されても良い。このような光源部の個数が増加するにつれて、被検部位に対する体脂肪測定に用いられる反射光のレファレンス（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が増加するため、測定結果の正確度が向上するようになる。図２では、光源部が３つ（光源部Ｓ１、光源部Ｓ２、光源部Ｓ３）設置された場合を例示して説明する。
【００２１】
前記２つ以上の光源部と光検出部２１０は、横に配列されるようになる。すなわち、図２に示したように、各光源部は、光検出部２１０を基準として、ＳＤ１、ＳＤ２およびＳＤ３の距離だけ離隔してそれぞれ横に配列される。
【００２２】
前記光源部は、光源２１２と、ガイド手段２１１とを含む。光源２１２は、各光源部に１つ以上が設置される。すなわち、図２に示したように、光検出部２１０と横にアレイ（ａｒｒａｙ）された光源部は、それぞれ１つ以上の光源を含むように具現される。光源２１２の設置数および位置は、当業者の判断に応じて多様な方法で具現される。光源２１２は、上述したように、当業系で広く用いられているトップビューＬＥＤを含む点光源の形態で具現されても良いし、面光源の形態で具現されても良い。
【００２３】
ガイド手段２１１は、光源２１２から照射される光が垂直に被検部位に照射されるように光の進行方向をガイドする。一般的に、トップビューＬＥＤは、その放射角が大きいため、垂直方向に出力される光の強度が減少する傾向がある。したがって、ガイド手段２１１は、トップビューＬＥＤから出力される光の放射角を狭め、光が被検部位に垂直に入射するようにすることで、光強度の減少を最小化するようになる。前記のような動作のために、ガイド手段２１１は、プリズムシートで具現される。また、ガイド手段２１１は、プリズムシートだけに限られず、前記のような動作を具現する当業系で広く用いられている多様な手段をすべて含んで形成されても良い。
【００２４】
このように、光源２１２から発光された光は、ガイド手段２１１を介して垂直方向にガイドされて被検部位に照射される。すなわち、トップビュー光源２１２から発光された光は、ガイド手段２１１の上面を介して被検位置に照射される。このとき、光は、ガイド手段２１１の上面全体を介して照射される。すなわち、ガイド手段２１１上面の面積分の光が面光として照射されるようになる。
【００２５】
光源２１２およびガイド手段２１１を含む光源部は、光検出部２１０と所定の距離だけ離隔して設置される。すなわち、光源部Ｓ１は、光検出部２１０とＳＤ１の距離だけ離隔して設置されるし、光源部Ｓ２は、光検出部２１０とＳＤ２の距離だけ離隔して設置されるし、光源部Ｓ３は、光検出部２１０とＳＤ３の距離だけ離隔して設定される。各光源部と光検出部２１０との間の離隔距離ＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３は、被検部位において測定が可能な体脂肪厚の臨界値に応じて多様に設計される。すなわち、ＳＤが大きい場合は、測定可能な体脂肪厚の臨界値が相対的に大きくなる。本発明の一実施形態によれば、光源部Ｓ１と光検出部２１０との距離は、表皮の保障のために２〜５ｍｍで具現されるようになる。
【００２６】
また、各光源部の光源２１２から出力される光量は、光検出部２１０と離隔した距離に応じてその大きさが増加するように設定されるようになる。すなわち、光源部Ｓ１の光源２１２から出力される光量、光源部Ｓ２の光源２１２から出力される光量、光源部Ｓ３の光源２１２から出力される光量の順に従って、その大きさが大きくなるように設定される。光量の大きさの設定は、光量調節部１１１によって制御される。それぞれの光源２１２から出力される光の波長は、互いに同一になるように設定される。
【００２７】
また、光源２１２およびガイド手段２１１で構成される光源部は、携帯用端末機に装着するために、１．５ｍｍ未満の厚さで設計されるようになる。上述したように、ガイド手段に２つ以上の光源をアレイ形態で設置することによって、前記のように薄い光源部が設計されるようになる。したがって、本発明に係る光センサモジュール１１０は、設置の厚さに関する制約が厳しい携帯用端末機への設置に最適であると言える。
【００２８】
また、前記のように、各トップビュー光源をガイド手段にアレイ形態で配列することによって、携帯用端末機の厚さまたは大きさに制限されず、薄型でありながらも比較的広い面積を有する面光源の具現が可能となる。
【００２９】
図３は、本発明に係る体脂肪測定装置の光センサモジュールの側面を示した図である。
【００３０】
図２で説明したように、図３に示したそれぞれの光源部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、光検出部Ｄとそれぞれの距離だけ離隔して設置される。光量調節部１１１は、離隔距離が大きい順に照射される光量が大きくなるように、各光源部に印加される駆動電流の強度を制御するようになる。すなわち、光源部Ｓ３に印加される電流の強度は、光源部Ｓ２に印加される電流の強度より大きく制御される。また、光源部Ｓ２に印加される電流の強度は、光源部Ｓ１に印加される電流の強度より大きく制御される。
【００３１】
図１に戻り、光量調節部１１１は、光源部１１２が含む１つ以上の光源に印加される駆動電流を調節する。すなわち、光源部１１２が複数の光源を有して構成される場合に、光量調節部１１１は、光検出部１１３と各光源との離隔距離に比例して各光源から出力される光量の強度が大きくなるように、それぞれの光源に印加される駆動電流の大きさを調節するようになる。
【００３２】
光検出部１１３は、生体組織１１４内部に入射して散乱した散乱光を受信して電気信号に変換する。すなわち、光検出部１１３は、光源部１１２からユーザの体内に照射した光が測定位置、すなわち生体組織１１４から散乱した散乱光を受信し、これを電気信号に変換するものである。前記のような動作を実行するために、光検出部１１３は、光信号を電気信号に変換する所定の光電変換素子（ｏｐｔｉｃａｌ−ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を含んで具現されるようになる。
【００３３】
光信号強度測定部１２１は、光検出部１１３によって検出されたそれぞれの光信号に対する強度を測定する。光信号強度測定部１２１は、各光源から照射される光量の大きさおよび所定の増幅器ゲイン（ｇａｉｎ）を補正して光信号強度を測定するようになる。すなわち、光信号強度測定部１２１は、前述したように、光源と光検出部１１３との間の離隔距離に応じて変化する光量の大きさと、光検出部１１３から検出した光信号を、所定の増幅器１１５を用いて増幅する場合に、増幅器ゲインを考慮して標準化させた後に、光信号強度を測定するようになる。
【００３４】
すなわち、各光源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３から照射される光量の大きさがそれぞれ異なり、光光源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３からそれぞれ検出する光信号を増幅する増幅器ゲインが互いに異なる場合に、光信号強度測定部１２１は、各光源から照射される光量の大きさの差および増幅器ゲインを同じ条件で補正するために、前記のような標準化を行うようになる。
【００３５】
例えば、図３を参照すれば、光源Ｓ１の光量を１、光源Ｓ２の光量を２、光源Ｓ３の光量を３と仮定する場合に、光信号強度測定部１２１は、光検出部１１３が光源Ｓ２に対応して測定した光信号の強度を２分の１に補正し、光検出部１１３が光源Ｓ３に対応して測定した光信号の強度を３分の１に補正するようになる。すなわち、信号強度測定部１２１は、各光源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３においてすべて同じ強度の光が照射されたものとして仮定するために、各光信号強度の標準化動作を行うようになる。
【００３６】
また、光信号強度測定部１２１は、各光信号を増幅した増幅器ゲインを考慮して標準化動作を行うようになる。例えば、光源Ｓ１に対応して検出した光信号を増幅させた増幅器ゲインが１であり、光源Ｓ２に対応して検出した光信号を増幅させた増幅器ゲインが２であり、光源Ｓ３に対応して検出した光信号を増幅させた増幅器ゲインが３である場合に、光信号強度測定部１２１は、光源Ｓ２に対応して検出した光信号の強度を２分の１に補正し、光源Ｓ３に対応して検出した光信号の強度を３分の１に補正するようになる。すなわち、光信号強度測定部１２１は、各光源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に対応して検出した光信号を増幅させた増幅器ゲインがすべて同じものであると仮定するために、各光信号強度の標準化動作を行うようになる。
【００３７】
体脂肪測定部１２２は、それぞれの光源間の離隔距離およびそれぞれの光源に対応して検出した光信号強度を用いて、生体組織１１４の体脂肪厚を測定する。
【００３８】
本発明によれば、体脂肪測定部１２２の体脂肪測定方法は、２種類の実施形態に大別される。第１実施形態は、２つ以上の光信号から１つ以上の勾配を算出し、勾配および所定の関数を用いて体脂肪厚を演算する方法である。第２実施形態は、３つ以上の光信号から２つ以上の勾配を算出し、勾配間の比率および所定の関数を用いて体脂肪厚を演算する方法である。
【００３９】
体脂肪測定部１２２は、体脂肪厚を測定するために、第１実施形態に係る関数および第２実施形態に係る関数を維持する。関数は、所定の実験によって選定されたアルゴリズム形態のプログラムで具現されるようになる。したがって、体脂肪測定部１２２は、関数アルゴリズムを含むプログラムが記録された所定のメモリ１３３を含んで構成されるようになる。関数は、体脂肪厚と各光強度間の勾配との相関関係によって実験的に導き出される。これについては、下記で詳細に説明する。
【００４０】
まず、本発明の第１実施形態によれば、体脂肪測定部１２２は、２つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、第１光源に対応する第１光信号強度および第２光源に対応する第２光信号強度の差を用いて、第１光信号強度および第２光信号強度に対する勾配を算出する。これについては、図４を参照して説明する。
【００４１】
図４は、本発明に係る体脂肪測定装置を介して測定された光信号強度および光検出部と光源間の距離の関係を示したグラフである。
【００４２】
図４に示したように、第１光源、第２光源、および第３光源を介して生体組織に光を照射し、該当する生体組織から各光源に対応する光信号を光検出器を用いて検出する場合に、前記各光信号の強度は、前記光検出部および前記各光源間の距離と反比例する特性を有する。図４のグラフにおいて、ＳＤ１は、第１光源と光検出部との距離を意味し、ＳＤ２は、第２光源と光検出部との距離を意味し、ＳＤ３は、第３光源と光検出部との距離を意味する。体脂肪測定部１２２は、第１光源および第２光源に対する勾配を算出するようになる。
【００４３】
すなわち、第１光源に対応する光強度（グラフ上でＳＤ１に対応する光強度）と第２光源に対応する光強度（グラフ上でＳＤ２に対応する光強度）との差を、第１光源と第２光源との間の離隔距離（ＳＤ２−ＳＤ１）を用いて勾配を算出するようになる。このとき、体脂肪測定部１２２は、各光強度にログ値を用いて勾配を算出するようになる。
【００４４】
図１に戻り、勾配を算出した後、体脂肪測定部１２２は、勾配値と本発明の第１実施形態に係る関数を用いて体脂肪厚を演算する。本発明の第１実施形態に係る関数については、図５を参照して説明する。
【００４５】
図５は、本発明の第１実施形態に係る体脂肪厚と勾配との相関関係を示したグラフである。
【００４６】
図５のグラフは、生体組織に対して体脂肪厚を測定し、生体組織において本発明の第１実施形態に係る体脂肪測定装置を用いて２つの光源間の距離差による勾配の測定結果を示したグラフである。
【００４７】
すなわち、体脂肪厚は、ＣＴ撮影によって測定した結果であり、勾配は、ＣＴ撮影された生体組織において本発明の第１実施形態に係る体脂肪測定装置を用いて測定された結果を意味する。前記のような測定は、多数のユーザおよび各ユーザの多様な身体部位に対して行われたものである。
【００４８】
前記グラフに２４個の点で表示された各データは、６名の人ごとにそれぞれ４ヶ所の測定部位、すなわち計２４ヶ所の測定部位に対してＣＴ撮影によって体脂肪厚を測定し、前記２４ヶ所の測定部位においてそれぞれ体脂肪測定装置を用いて光信号強度および光源と光検出部との間の距離に対する勾配を測定した結果を意味するものである。すなわち、各データに対応する体脂肪厚（縦軸）はＣＴ撮影によって測定され、勾配（横軸）は体脂肪測定装置を用いて測定された。勾配とは、上述したように、第１光源に対応して検出した光信号強度と第２光源に対応して検出した信号強度との間の差を第１光源と第２光源との間の距離で割って算出したものである。
【００４９】
図５のグラフに示したように、体脂肪厚は、勾配と比例関係を有することを知ることができる。すなわち、勾配値が増加するほど体脂肪厚も増加することを知ることができる。したがって、このような勾配と体脂肪厚との相関関係から、勾配を媒介変数とする体脂肪厚測定関数を導き出すことができる。
【００５０】
前記勾配と前記体脂肪厚に対する相関関係は、図５のグラフに点で表示された各データの散布度（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）に対する回帰方程式（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）演算によって導き出すことができる。散布度に対する回帰方程式演算は、当業界で広く用いられている多様な種類の回帰方程式演算プログラムによって実行が可能である。
【００５１】
前記データの散布度に対する回帰方程式演算の結果、図５のグラフに示されたデータに対する回帰方程式は、「ｙ＝３１．８＋１５７ｘ」として導き出された。ここで、ｙは、グラフの縦軸であるＣＴ撮影によって測定された体脂肪厚を意味するものであり、ｘは、グラフの横軸である体脂肪測定装置によって測定された勾配を意味するものである。
【００５２】
また、２４個のデータが有する体脂肪厚と勾配との間のピアソン相関係数（ｐｅａｒｓｏｎ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を演算した結果、０．６０４の値が導き出された。したがって、回帰方程式およびピアソン相関係数によって知ることができるように、体脂肪厚と勾配は互いに線形的な比例関係を有する。
【００５３】
したがって、本発明の第１実施形態によれば、体脂肪厚測定関数は、「体脂肪厚＝第２定数＋（第１定数×勾配）」で設定されるようになる。本発明の第１実施形態によれば、第１定数は１５７で、第２定数は３１．８で設定されるようになる。しかし、第１定数および第２定数は、前記のような値に限られることなく、当業者の実験結果によって所定の誤差範囲内にてより多様な値で設定されても良い。
【００５４】
したがって、体脂肪測定部１２２は、体脂肪厚の測定関数および算出した勾配を用いて体脂肪厚を演算するようになる。このように、本発明の第１実施形態によれば、光強度および光源間の距離による勾配を体脂肪測定関数に代入して体脂肪厚を測定することによって、より効率的かつ正確に体脂肪が測定できるようになる。
【００５５】
本発明の第２実施形態によれば、体脂肪測定部１２２は、３つ以上の光源のうち、第１光源と第２光源との間の距離と、第１光源に対応する第１光信号強度および第２光源に対応する第２光信号強度の差を用いて、第１光信号強度および第２光信号強度に対する第１勾配を算出する。また、体脂肪測定部１２２は、３つ以上の光源のうち、第３光源と第４光源との間の距離と、第３光源に対応する第３光信号強度および第４光源に対応する第４光信号強度の差を用いて、第３光信号強度および第４光信号強度に対する第２勾配を算出する。
【００５６】
すなわち、図４を参照すれば、本発明の第１実施形態を用いて上述したように、第２実施形態に係る体脂肪測定部１２２は、第１光源および第２光源に対する勾配を算出する。また、体脂肪測定部１２２は、第３光源および第４光源に対する勾配をさらに算出する。第３光源は、第１光源または第２光源であっても良い。すなわち、体脂肪測定部１２２は、第１光源と第４光源に対する勾配を算出することもできるし、第２光源と第４光源に対する勾配を算出することもできる。これは、光源が３つで構成される場合に適用されるものである。
【００５７】
体脂肪測定部１２２は、第１勾配および第２勾配と、本発明の第２実施形態に係る関数とを用いて体脂肪厚を演算する。本発明の第２実施形態に係る関数については、図６を参照して説明する。
【００５８】
図６は、本発明の第２実施形態に係る体脂肪厚と勾配との相関関係を示したグラフである。
【００５９】
図６のグラフは、本発明の第１実施形態に係る図５のグラフのように、生体組織に対して体脂肪厚を測定し、生体組織において本発明の第２実施形態に係る体脂肪測定装置を用いて２つの光源間の距離差による勾配を１つ以上測定して各勾配間の比率を示したグラフである。すなわち、体脂肪厚は、ＣＴ撮影によって測定した結果であるし、勾配は、ＣＴ撮影された生体組織において本発明の第２実施形態に係る体脂肪測定装置を用いて測定した結果を意味する。勾配率は、２つ以上の勾配に対して算出するようになる。すなわち、２つの勾配を互いに割って算出することもできるし、３つ以上の勾配に対して比率を算出することもできる。
【００６０】
図６のグラフに示すように、体脂肪厚は、勾配率と２次関数の比例関係を有することを知ることができる。すなわち、勾配率が増加するほど体脂肪厚も２次関数に比例して増加することを知ることができる。したがって、勾配率と体脂肪厚との相関関係から、勾配率を媒介変数とする体脂肪厚測定関数を導き出すことができる。
【００６１】
勾配率と体脂肪厚との相関関係は、上記の図５を用いて第１実施形態において説明した通り、図６のグラフに点で示された各データの散布度に対する回帰方程式演算によって導き出すことができる。
【００６２】
前記データの散布度に対する回帰方程式演算の結果、図６のグラフに示されたデータに対する回帰方程式は、「ｙ＝３４．２５４４−８６．２１６８ｘ＋５８．０２４１ｘ２」として導き出された。ここで、ｙは、前記グラフの縦軸であるＣＴ撮影によって測定された体脂肪厚を意味するものであり、ｘは、前記グラフの横軸である体脂肪厚測定装置によって測定された勾配率を意味するものである。
【００６３】
また、前記データが有する体脂肪厚と勾配との間のピアソン相関係数を演算した結果、０．８３９の値が導き出された。したがって、回帰方程式およびピアソン相関関係によって知ることができるように、体脂肪厚と勾配は互いに線形的な比例関係を有する。
【００６４】
したがって、本発明の第２実施形態によれば、体脂肪厚測定関数は、「体脂肪厚＝第３定数−（第１定数×勾配）＋（第２定数×勾配２）」で設定されるようになる。本発明の第２実施形態によれば、第１定数は８６．２１８６で、第２定数は５８．０２４１で、第３定数は３４．２５４４で設定される。第１定数、第２定数および第３定数は、前記のような値に限られるものではなく、当業者の実験結果に応じて所定の誤差範囲内でより多様に設定されるようになる。
【００６５】
したがって、体脂肪測定部１２２は、体脂肪厚測定関数および算出した勾配率を用いて体脂肪厚を演算するようになる。このように、本発明の第２実施形態によれば、光強度および光源間の距離による２つ以上の勾配間の比率を体脂肪測定関数に代入して体脂肪厚を測定することによって、より効率的かつ正確に体脂肪を測定できるようになる。
【００６６】
出力制御部１２３は、体脂肪情報が出力手段１３０によってディスプレイまたは再生されるように制御する。出力手段１３０は、測定された体脂肪情報をディスプレイ手段１３１または音響出力手段１３２などを用いてディスプレイしたり再生したりするようになる。
【００６７】
図７は、本発明の第１実施形態に係る体脂肪測定方法の流れを示したフローチャートである。
【００６８】
本発明の第１実施形態に係る体脂肪測定装置は、光検出器および２つ以上の光源を含む。体脂肪測定装置は、２つ以上の光源を用いて生体組織に光を照射する（段階７１１）。体脂肪測定装置は、２つ以上の光源から生体組織に照射されて後方散乱した光信号を光検出器によって検出し（段階７１２）、検出されたそれぞれの光信号強度を測定する（段階７１３）。
【００６９】
体脂肪測定装置は、２つ以上の光源のうち、第１光源および第２光源の間の距離と、第１光源に対応する第１光信号強度および第２光源に対応する第２光信号強度の差を用いて、第１光信号強度および第２光信号強度に対する勾配を算出する（段階７１４）。
【００７０】
段階７１４において、体脂肪測定装置は、第１光信号強度値および第２光信号強度値に各々ログを用いて第１光信号強度ログ値および第２光信号強度ログ値を算出し、第１光信号強度ログ値と第２光信号強度ログ値との差を第１光源および第２光源の間の距離値で割ることで勾配が算出されるようになる。
【００７１】
体脂肪測定装置は、勾配値に第１定数を乗算し、乗算した値に第２定数を加算することによって、生体組織の体脂肪厚を演算する（段階７１５）。第１定数は１５７で、第２定数は３１．８で設定される。
【００７２】
図８は、本発明の第２実施形態に係る体脂肪測定方法の流れを示したフローチャートである。
【００７３】
本発明の第２実施形態に係る体脂肪測定装置は、光検出器および３つ以上の光源を含む。体脂肪測定装置は、３つ以上の光源を用いて生体組織に光を照射する（段階８１１）。体脂肪測定装置は、３つ以上の光源から生体組織に照射されて後方散乱した光信号を光検出器によって検出し（段階８１２）、検出されたそれぞれの光信号強度を測定する（段階８１３）。
【００７４】
体脂肪測定装置は、３つ以上の光源のうち、第１光源および第２光源の間の距離と、第１光源に対応する第１光信号強度および第２光源に対応する第２光信号強度の差を用いて、第１光信号強度および第２光信号強度に対する第１勾配を算出する（段階８１４）。
【００７５】
段階８１４において、体脂肪測定装置は、第１光信号強度値および第２光信号強度値にそれぞれログを用いて第１光信号強度ログ値および第２光信号強度ログ値を算出し、第１光信号強度ログ値と第２光信号強度ログ値との差を第１光源および第２光源の間の距離値で割って第１勾配を算出するようになる。
【００７６】
また、体脂肪測定装置は、３つ以上の光源のうち、第３光源および第４光源の間の距離と、第３光源に対応する第３光信号強度および第４光源に対応する第４光信号強度の差を用いて、第３光信号強度および第４光信号強度に対する第２勾配を算出する（段階８１５）。
【００７７】
段階８１５において、体脂肪測定装置は、第３光信号強度値および第４光信号強度値にそれぞれログを用いて第３光信号強度ログ値および第４光信号強度ログ値を算出し、第３光信号強度ログ値と第４光信号強度ログ値との差を第３光源および第４光源の間の距離値で割って第２勾配を算出するようになる。
【００７８】
体脂肪測定装置は、第１勾配値を第２勾配値で割って勾配率を算出する（段階８１６）。体脂肪測定装置は、比率値に第１定数を乗算して第１値を算出し、比率値を自乗した値に第２定数を乗算して第２値を算出し、第３定数から前記第１値を引いた後に前記第２値を足して生体組織の体脂肪厚を演算する（段階８１７）。第１定数は８６．２１８６で、第２定数は５８．０２４１で、第３定数は３４．２５４４で設定される。
【００７９】
以上のように簡単に説明したが、図７および図８を用いて説明した本発明の第１実施形態および第２実施形態に係る体脂肪測定方法は、図１〜６を用いて説明した本発明の体脂肪測定装置の第１実施形態に係る体脂肪測定動作および第２実施形態に係る体脂肪測定動作をすべて含んで具現されるようになる。
【００８０】
本発明に係る体脂肪測定方法は、コンピュータにより具現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。前記媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともできる。前記媒体およびプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクおよび磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。前記媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体でもある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるもののような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。前記したハードウェア要素は、本発明の動作を実行するために一以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成することができ、その逆もできる。
【００８１】
上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野における当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る光センサモジュールを含む体脂肪測定装置は、移動通信端末機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯型ゲーム機、ＭＰ３プレーヤ、ＰＭＰ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ）、ＤＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）端末機、携帯用血糖測定機、または握力運動器具のうち、いずれか１つに含まれるようになる。すなわち、本発明に係る体脂肪測定装置に含まれる光センサモジュールが前記のような携帯用機器の一部として構成されることによって、本発明に係る体脂肪測定装置が具現されるようになる。また、体脂肪測定装置は、前記のような携帯用機器に設置されず、独立した（ｓｔａｎｄ−ａｌｏｎｅ）構成を有するように設置されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る体脂肪測定装置の構成を示した図である。
【図２】本発明に係る体脂肪測定装置の光センサモジュールの上面を示した図である。
【図３】本発明に係る体脂肪測定装置の光センサモジュールの側面を示した図である。
【図４】本発明に係る体脂肪測定装置を用いて測定した光信号強度および光検出部と光源間の距離の関係を示したグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る体脂肪厚と勾配間との相関関係を示したグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る体脂肪厚と勾配間との相関関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る体脂肪測定方法の流れを示したフローチャートであるである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る体脂肪測定方法の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１１１：光量調節部
１１２：光源部
１１３：光検出部
１２０：光信号強度測定部
１２２：体脂肪測定部
１２３：出力制御部
１３１：ディスプレイ手段
１３２：音響出力手段
【図１】
2008055163.tif 000003
【図２】
2008055163.tif 000004
【図３】
2008055163.tif 000005
【図４】
2008055163.tif 000006
【図５】
2008055163.tif 000007
【図６】
2008055163.tif 000008
【図７】
2008055163.tif 000009
【図８】
2008055163.tif 000010