(57)【要約】光源、受光素子の感度が汚れなどによって低下している場合には測定精度が低下する。  導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、点灯された光源２から導光路１４によって複数の受光部３に導かれた光の受光量と、予め各受光部３毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、複数の受光部３のうち複数の受光部３の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する基準値より少ない場合には、その受光部の要清掃の表示を行い、複数の受光部３の全ての受光部３における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の各基準値より少ない場合には、光源２の要清掃の表示を行う。
2004110273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送受光間距離を得られるように配置された光源部及び受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備え、
前記光源部及び前記受光部のうち少なくともいずれか一方は、複数個設けられている、光式脂肪測定装置。
【請求項２】
前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各受光部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の受光部のうち前記複数の受光部の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する前記基準値より少ない場合には、その受光部が異常と判断し、
前記複数の受光部の全ての受光部における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記光源部が異常と判断する動作確認部を備えた、請求の範囲第１項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項３】
前記動作確認部は、前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行う、請求の範囲第１項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項４】
前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各光源部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の光源部のうち前記複数の光源部の個数より少ない個数の光源部による受光量が、その光源部に対応する前記基準値より少ない場合には、その光源部が異常と判断し、
前記複数の光源部の全ての光源部による受光量が、それらの光源部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記受光部が異常と判断する動作確認部とを備えた、請求の範囲第１項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項５】
前記動作確認部は、前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行う、請求の範囲第１項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項６】
前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、請求の範囲第１項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項７】
前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、請求の範囲第１項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項８】
前記受光部は、第１の受光部及び第２の受光部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記第１の受光部に導かれた光の前記第１の受光部における受光量と前記第２の受光部に導かれた光の前記第２の受光部における受光量との比によって前記生体の測定値を補正する、請求の範囲第６項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項９】
前記光源部は、第１の光源部及び第２の光源部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記第１の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と単独に点灯された前記第２の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量の比によって前記生体の測定値を補正する、請求の範囲第７項記載の光式脂肪測定装置。
【請求項１０】
前記標準素子は、前記光源部及び前記受光部のある本体と回転軸によって接続されている請求の範囲第１から第９項のいずれかに記載の光式脂肪測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、皮下脂肪を光学的に測定することができる光式脂肪測定装置、及び標準素子に関する。
【背景技術】  従来、近赤外光を用いて、生体表面に配置された光源から生体内部に入射した光のうち、生体内部で散乱、吸収されながら伝播して再び生体表面にあらわれた光を受光することで生体内部の皮下脂肪の厚みを測定する方法がある（例えば、特開２０００−１５５０９１号公報を参照）。
この方法は、皮膚上に、光源部及び受光部を一直線上に配置し、光源部から近赤外を発し、脂肪層の透過光を受光部で受光し、受光部での受光量を、受光量と脂肪厚とのキャリブレーションカーブに適用して、脂肪厚を推定するものである。
筋肉、皮下脂肪では光の伝搬特性が大きく異なり、筋肉ではより吸収が強く、脂肪ではより散乱が強い。この特性の違いは５００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の光で顕著である。そのため、光源より生体表面から入射した光は皮下脂肪厚が厚いほど皮下脂肪内で広がり、拡散により深さ方向だけでなく、横方向にも広がる。したがって、この横方向に広がり再び生体表面に出射した光は皮下脂肪が厚いほど増加する。したがってこの光を受光部で受光することにより皮下脂肪の厚みおよび量が測定できる。
また、この方法では、複数の送受高間距離を得られるように、光源部および受光部を配置して、皮膚の色などの補正を行い精度の良い皮下脂肪厚の測定を可能としている。すなわち、受光部での受光量を求める際に、光源部に最も近い受光素子の受光量で、皮膚色差による各受光部の受光量を補正している。
また、保護カバーに反射板を設けて基準となる体脂肪率のリファレンスデータとする方法が存在する（例えば、特許第２６４８３７７号公報を参照）。この方法は、装置の光源部及び受光部がある面に対して、保護カバーの反射板のある側の面が対向するように保護カバーを配置した後、光源部から発し、保護カバーの反射板で反射し、受光部に入射した光の受光量を計測し、その計測した受光量を体脂肪率のリファレンスデータとするものである。
しかしながら、上記従来の脂肪測定装置においては、特開２０００−１５５０９１号公報の方法では光源、受光素子の感度が汚れなどによって低下している場合には測定精度が低下する。
すなわち、使用している光源が人には見えにくい近赤外光なので、光源部の出射端が汚れて出力が著しく低下していても、使用者は気づかずに使用し精度が悪化するという課題があった。
また、受光部が複数ある場合に、一部の受光部の入射端のみが汚れていた場合に、皮膚の補正が効かなくなり、測定精度が悪化した。
また、従来の特許第２６４８３７７号公報の方法では、保護カバーにつけた反射板を用いているが、この校正では受光部と光源が近い場合もしくは同一送受光間距離にある場合には有効であるが異なる複数の送受光間距離を持つ測定系ではそれぞれの送受光間距離で、生体を計測した場合に信号レベルが指数関数的に変化するので、単純な既定の反射板の構成では指数関数的に変化する光量を再現するのは難しい。
複数の送受光間距離を持つ場合として、例えば、皮膚上に、１つの光源部と複数の受光部とを一直線上に並べて測定を行う場合について説明する。この場合、光源部からより遠い受光部は、受光量がより弱くなる。すなわち、受光部における受光量は、光源部から受光部までの距離の指数関数で表される。従って、光源部からより遠くに配置されている受光部は、より微弱な光量を検出出来るように予め調整されている。
ところが、特許第２６４８３７７号公報に記載されている、反射板をつけた保護カバーを１つの光源部及び複数の受光部に対向させて配置し、光源部から出て、反射板で反射した光を受光部で受光した場合、受光部における受光量は、どの受光部でもほぼ同じ程度の大きさになる。従って、光源部からより遠くに配置されている受光部では、入射する光量が大きすぎて、受光部が飽和してしまうことになる。また、逆に、光源部から最も遠くに配置されている受光部で、入射する光量が最適になるように光量を調整した場合、光源部からより近くに配置されている受光部では、入射する光量が小さすぎて受光部が入射する光量を検知できないことになる。このように単純な反射板の構成では、指数関数的に変化する光量を再現することは難しい。
【発明の開示】
そこで本発明は、上記課題を考慮し、光源、受光素子の感度チェックを行うことで、温度変化、経年変化による測定誤差を補正することが出来る光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、上記課題を考慮し、光源や受光素子の汚れを検知して要清掃の表示をすることで、常に、高精度で再現性の良い脂肪計測が可能である光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された光源部及び受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備え、
前記光源部及び前記受光部のうち少なくともいずれか一方は、複数個設けられている、光式脂肪測定装置である。
また、第２の本発明は、前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各受光部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の受光部のうち前記複数の受光部の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する前記基準値より少ない場合には、その受光部が異常と判断し、
前記複数の受光部の全ての受光部における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記光源部が異常と判断する動作確認部を備えた、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第３の本発明は、前記動作確認部は、前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行う、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第４の本発明は、前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各光源部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の光源部のうち前記複数の光源部の個数より少ない個数の光源部による受光量が、その光源部に対応する前記基準値より少ない場合には、その光源部が異常と判断し、
前記複数の光源部の全ての光源部による受光量が、それらの光源部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記受光部が異常と判断する動作確認部とを備えた、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第５の本発明は、前記動作確認部は、前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行う、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第６の本発明は、前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第７の本発明は、前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第８の本発明は、前記受光部は、第１の受光部及び第２の受光部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記第１の受光部に導かれた光の前記第１の受光部における受光量と前記第２の受光部に導かれた光の前記第２の受光部における受光量との比によって前記生体の測定値を補正する、第６の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第９の本発明は、前記光源部は、第１の光源部及び第２の光源部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記第１の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と単独に点灯された前記第２の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量の比によって前記生体の測定値を補正する、第７の本発明の光式脂肪測定装置である。
また、第１０の本発明は、前記標準素子は、前記光源部及び前記受光部のある本体と回転軸によって接続されている第１から第９の本発明のいずれかに記載の光式脂肪測定装置である。
また、第１１の本発明は、光式脂肪測定装置の光源部及び受光部に対向して配置することが出来、対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を備えた、標準素子である。
また、第１２の本発明は、前記導光路は光を散乱する散乱体または光を吸収する吸収体である、第１１の本発明の標準素子である。
また、第１３の本発明は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、前記導光路の前記光源部および受光部に面する面以外の部分に反射層が設けられている、第１１の本発明の標準素子である。
また、第１４の本発明は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、前記導光路と、前記光源部および前記受光部との間に空間が設けられている、第１１の本発明の標準素子である。
また、第１５の本発明は、前記導光路は、その一部に凹部を有し、
前記凹部により、前記空間が形成されている、第１４の本発明の標準素子である。
また、第１６の本発明は、前記標準素子は、前記導光路の前記光源部及び前記受光部に対向する面以外を覆う保護カバーを有する、第１１の本発明の標準素子である。
また、第１７の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された１つの光源部及び複数の受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記複数の受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各受光部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較するステップと、
前記複数の受光部のうち前記複数の受光部の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する前記基準値より少ない場合には、その受光部が異常と判断し、
前記複数の受光部の全ての受光部における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記光源部が異常と判断するステップとを備えた、光式脂肪測定方法である。
また、第１８の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された複数の光源部及び一つの受光部と、
単独に点灯された前記複数の光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各光源部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較するステップと、
前記複数の光源部のうち前記複数の光源部の個数より少ない個数の光源部による受光量が、その光源部に対応する前記基準値より少ない場合には、その光源部が異常と判断し、
前記複数の光源部の全ての光源部による受光量が、それらの光源部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記受光部が異常と判断するステップとを備えた、光式脂肪測定方法である。
また、第１９の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された１つの光源部及び複数の受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記複数の受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正するステップを備えた、光式脂肪測定方法である。
また、第２０の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された複数の光源部及び１つの受光部と、
単独に点灯された前記複数の光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正するステップを備えた、光式脂肪測定方法である。
【図面の簡単な説明】  図１は、
（ａ）本発明の実施の形態１における光式脂肪測定装置の構成図である。
（ｂ）本発明の実施の形態１における光式脂肪測定装置を生体側から見た図である。
図２は、受光量比Ｙ１／Ｙ２と皮下脂肪厚の関係を示す図である。
図３は、本発明の実施の形態１における保護カバーを本体に取り付けた状態を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態２における光式脂肪測定装置の構成図である。
【符号の説明】
１  生体表面
２  光源
３  受光部
４  計測用受光部
５  補正用受光部
６  皮下脂肪
７  皮膚
８  演算部
９  表示部
１０  通信部
１１  入力部
１２  筋肉
１３  保護カバー
１４  導光路
１５  くぼみ
１６  動作確認部
１７  補正部
１８  本体
１９  回転軸
２０  カバー
２１  計測用光源
２２  補正用光源
２３  反射層
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の一実施の形態における光式脂肪測定装置は、複数の送受光間距離を得られるように配置された１つの光源部と複数の受光部を備え、各送受光間距離に対しての受光部での受光量から脂肪に関する情報を算出する光式脂肪測定装置において、遮光性のある保護カバーに既定の透過率を有した導光路を有しており、動作確認部が測定開始前に保護カバーがかぶった状態で、光源を点灯し、保護カバー内の導光路を伝搬して、複数の受光部で受光される受光量とあらかじめ基準として求めておいた基準値と比較して、一つの受光量のみが少ない場合にはこの受光部の異常を検知して、この受光部の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行い、また、すべての受光部の受光量が少ない場合に、光源の異常を検知して、この光源の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
また、補正部が測定開始前に保護カバーがかぶった状態で、光源を点灯し、保護カバー内の導光路を伝搬して、二つの受光部で受光される二つの受光量の比から、温度変化および経年変化による複数の受光部の感度ばらつきによる測定値の悪化を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
また、本発明の他の一実施の形態における光式脂肪測定装置は、複数の送受光間距離を得られるように配置された複数の光源部と１つの受光部を備え、各送受光間距離に対しての受光部での受光量から脂肪に関する情報を算出する光式脂肪測定装置において、遮光性のある保護カバーに既定の透過率を有した導光路を有し、動作確認部が各光源を単独で点灯し、導光路内を伝搬して、受光部へ入射した受光量をあらかじめ基準として求めておいた基準値と比較して、一つの光源での受光量のみが少ない場合にこの光源の異常を検知して、この光源の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行い、また、すべての光源での受光量が少ない場合に、受光部の異常を検知して、この受光部の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
また、補正部が測定開始前に保護カバーがかぶった状態で、各光源を単独で点灯し、保護カバー内の導光路を伝搬して、受光部へ入射した、二つの受光量の比から、温度変化および経年変化による複数の光源の出力ばらつき測定値を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
さらに、導光路を散乱体とすることにより、散乱係数により光の伝搬は指数関数的に変化させることができる。そのため、受光部のゲインおよび光源の出力が指数関数的に異なっても、動作確認や、補正の動作が可能となる。
さらに、本発明の一実施の形態における光式脂肪測定装置において、導光路の外面の内、光源および受光部とが面しない面に既定の反射率を持った反射層を設けることで、導光路の伝搬率が増加し、導光路の体積を小型化することができ、ひいては装置全体を小型化することができる。
さらに本発明の一実施の形態における光式脂肪測定装置において、導光路と光源部および受光部とが面する部位に空間を設けることで、光源および受光部が汚れていた場合に、その汚れが受光部に付着することを防ぎ、常に正常な動作確認や補正が可能となる。
さらに、遮光性の保護カバーが光源、受光部のある本体と回転軸によって接続されていることにより、生体を測定する場合に、はずした保護カバーが紛失する恐れがなくなる。
以下、図面を用いて、本発明の光式皮下脂肪厚測定方法及びそれに用いる装置について詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における光式脂肪測定装置の構成図である。また、図１（ｂ）は生体側から本実施の形態１における光式脂肪測定装置を見た図である。
生体表面１に接する面に光源２と受光部３が設けられている。受光部３は計測用受光部４と補正用受光部５からなる。
計測用受光部４と光源２との距離は３８ｍｍであり、補正用受光部５と光源２との距離は２３ｍｍである。光源２から出射する光の出射口は直径φ３ｍｍであり、計測用受光部４及び補正用受光部５の光の入射口は直径φ３ｍｍである。
なお、計測用受光部４と光源２との距離は３５ｍｍ〜８０ｍｍの間であることが好ましく、補正用受光部５と光源２との距離は１５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。
生体表面１に本装置を接し、光源２が点灯したときに、補正用受光部５において補正用受光量Ｙ１が受光され、計測用受光部４において計測用受光量Ｙ２が受光される。計測用受光量Ｙ２を補正用受光量Ｙ１で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図２に示す。図２において、黒丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。図２から明らかなように、Ｙ２／Ｙ１を用いることにより、皮膚７の影響を補正し、皮下脂肪６の厚みを高精度に測定することができる。すなわち、Ｙ２／Ｙ１を用いることによって皮膚７の色等にばらつきがあっても、皮下脂肪６の厚みを高精度に測定することが出来る。
ここで、光源２は光源素子として中心波長が６８０ｎｍのＬＥＤを用いている。
なお、光源素子は中心波長が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの、レーザーダイオードまたはＬＥＤなどの光源素子であれば、脂肪と筋肉とで光伝搬特性の差が大きいので好ましい。
さらに光源素子から光ファイバーなどの導光部品を用いて生体表面１まで光を導光する構成とすると、光源素子で発生した熱が生体表面に伝わらないので好ましい。
受光部３は受光素子としてフォトダイオードを用いている。なお、受光素子はＣｄＳなどの光電変換素子でもよい。また、生体表面１から受光素子までを光ファイバーなどの導光部品を用いて光を導光する構成としても良い。
演算部８では、図２の関係を用いてＹ２／Ｙ１に基づき、皮下脂肪６の厚みを算出する。算出された皮下脂肪６の厚みは表示部９に表示され、通信部１０を通して他の機器にデータとして送られる。
また、入力部１１から直接、または通信部１０を通して他の機器から、身長、体重、年齢、性別、測定部位などのデータを入力することにより、皮下脂肪６の厚みと相関性のある体脂肪率を演算部８で計算し、表示部９に表示したり通信部１０によって他の機器へデータを転送したりすることもできる。
また、本実施の形態の光式脂肪測定装置は、光源２と受光部３とを覆うように遮光性の保護カバー１３を有している、保護カバー１３内部には高密度ポリエチレン等の散乱体で形成された導光路１４が配置されている。導光路１４の光源２、受光部３と面する部位には図１（ａ）及び図１（ｂ）のようにくぼみ１５がほどこされ、保護カバーが閉じたときに、光源２および受光部３と、導光路１４とが密着しない構造となっている。このような構造とすることで、光源２および受光部３が汚れた場合にも導光路１４は汚れずにすみ、常に正確に動作確認や補正が可能となる。
また、導光路１４の構成として光源２と計測用受光部４とを結ぶ第一の導光路と、光源２と補正用受光部５とを結ぶ第二の導光路との組み合わせとしてもよい。
また、導光路１４の構成として、赤外線（熱線）吸収ガラスなどの既定の吸収率をもった材料からなる光ファイバーとしても良い。また、導光路１４を光ファイバーとする場合、導光路１４から漏れる光や、太陽光などの環境光が導光路１４内部に入り込むことが減少するので、保護カバーは遮光性が不要となる。
また、散乱体としては、ポリカーボネートを用いても構わない。特に、光拡散グレードのポリカーボネートは、拡散光線の透過率が高いので有用である。
次に本発明の動作確認部１６および補正部１７について説明する。
動作確認部１６は保護カバー１３を取り付けた状態で、すなわち、図３に示すように保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、光源２を点灯し、導光路１４を伝搬して、受光部３で受光される各受光量とあらかじめ各受光部に対して基準として求めておいた基準値と比較する。なお、これらの基準値は、動作確認部１６が有するメモリに予め格納されていたものである。
すなわち、計測用受光部４の受光量と、計測用受光部４に対して基準として求めておいた基準値とを比較し、また、補正用受光部５の受光量と、補正用受光部５に対して基準として求めておいた基準値とを比較する。
そして、一つの受光部における受光量のみが少ない場合にはその受光部が異常と判断して、この受光部の要清掃の表示を表示部９にて行う。受光部の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部を清掃する。また、すべての受光部における受光量が少ない場合に、光源２が異常と判断して、この光源２の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、光源２の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源２を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
補正部１７は測定開始前に保護カバー１３がかぶった状態で、すなわち、図３に示すように保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、光源２を点灯し、導光路１４を伝搬して、補正用受光部５において補正用受光量（Ｙ１’）が受光され、計測用受光部４において計測用受光量（Ｙ２’）が受光される。この受光量の比Ｙ２’／Ｙ１’で生体測定時の受光量比であるＹ２／Ｙ１を割ることで、光源２の発光強度のばらつきや、温度変化および経年変化による計測用受光部４および補正用受光部５の感度ばらつきによる測定値の悪化を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
また、図３のように保護カバーを本体１８と回転軸１９によって接続することで、脂肪の測定中に保護カバー１３を紛失することもなくなる。また、回転軸１９の回転に連動してカバー２０が導光路１４を覆うことで、生体を測る場合に導光路１４は装置の外側に現れないので、測定中に導光路１４が汚れることなく、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
また、導光路１４の光源２および受光部３と面しない側にアルミなどでできた高反射率の反射層を設けることで、散乱体が薄くても、導光路１４の光の伝搬効率があがり、散乱体を薄く小さくできるので、装置自体を小型化できる。
なお、本実施の形態の光源２は本発明の光源部の例であり、本実施の形態の保護カバー１３、導光路１４、及び反射層２３は、本発明の標準素子の例であり、本実施の形態の皮下脂肪６の厚みは本発明の脂肪に関する情報の例であり、本実施の形態の皮下脂肪６の厚みと相関性のある体脂肪率は本発明の脂肪に関する情報の例である。
さらに、本実施の形態では、導光路１４が散乱体であるとして説明したが、距離とともに指数関数的に光を減衰させるような吸収体であっても構わない。なお、このような吸収体として、赤外線（熱線）吸収ガラスやＮＤフィルターの材料を用いることが出来る。また、可視光や近赤外光を吸収するポリカーボネート樹脂も吸収体として用いることが出来る。
なお、本実施の形態では、動作確認部１６が受光部が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が受光部が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報音や音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。また、動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報ＯＮや音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。
さらに、本実施の形態においては、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行っても構わないし、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行った後に、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行っても構わない。
また、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行うようにする場合には、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行った後、ユーザが、保護カバーを閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態にした時に、自動的に計測するようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザが、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行う操作をするのを忘れても自動的に保護カバー１３を閉じた状態で計測が行われるので、正確に脂肪に関する情報を求めることが出来る。
さらに、本実施の形態の光式脂肪測定装置は、動作確認部と補正部との両方を備えているとして説明したが、これに限らない。光式脂肪測定装置が動作確認部と補正部のいずれか一方のみを備えている構成であっても構わない。
なお、本実施の形態では、導光路１４には、図１（ａ）及び図１（ｂ）のようにくぼみ１５が形成されているとして説明したが、これに限らない。導光路１４にくぼみ１５が形成されておらず、保護カバー１３を閉じたときに、光源２および受光部３と、導光路１４とが密着しないように一定の距離だけ離れるような構造となっていても構わない。なお、この場合、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離が大きくなりすぎると、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した光が直接受光部３に入射することが起こりうる。従って、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光の強度が無視できる程度に、光源２及び受光部３と、導光路１４とは接近している必要がある。従って、上記一定の距離とは、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光が無視出来るだけ、光源２及び受光部３と、導光路１４とが接近している距離であればよい。要するに、保護カバー１３が閉じて、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、導光路１４と、光源２および受光部３との間に空間が設けられており、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離は上記一定の距離だけ離れていさえればよい。
さらに、本実施の形態では、保護カバー１３が本体１８と回転軸１９によって接続されているとして説明したが、これに限らず、保護カバー１３と本体１８とが脱着可能であっても構わない。保護カバー１３が本体１８から取り外すことが出来る場合には、例えば保護カバー１３を清掃する際、本体１８から取り外して清掃することにより、容易に保護カバー１３を清掃することが出来る。また、保護カバー１３の導光路１４が破損した場合であっても、保護カバー１３を取り替えるだけでよいので、光式脂肪測定装置のメンテナンスが容易になる。
さらに、実施の形態１では、受光部３が計測用受光部４と補正用受光部５である、すなわち二つの受光部が設けられているとして説明したが、これに限らない。受光部３が三つ以上の受光部であっても構わない。受光部３が三つ以上設けられている場合には、動作確認部１６は、次のように動作するものとする。すなわち、複数の受光部の各受光量と、基準として求めておいた各受光部毎の基準値とを比較する。そして、一つの受光部における受光量のみが少ない場合にはその受光部が異常と判断して、この受光部の要清掃の表示を表示部９にて行う。受光部の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部を清掃する。また、すべての受光部における受光量が少ない場合に、光源２が異常と判断して、この光源２の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、光源２の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源２を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、実施の形態１と同様に常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における光式脂肪測定装置の構成図である。
実施の形態１と同様の部分については、説明を省略し異なる部分について説明する。
生体表面１に接する面に複数の光源２と受光部３とが設けられている。光源２は計測用光源２１と補正用光光源２２からなる。計測用光源２１と受光部３との距離は３８ｍｍであり、補正用光源２２と受光部３との距離は２３ｍｍでありほぼ一直線上に配置されている。
生体表面１に本装置を接し、まず補正用光源２２が点灯したときに、受光部３において補正用受光量Ｙ１が受光され、つぎに計測用光源２１が点灯して受光部３において計測用受光量Ｙ２が受光される。計測用受光量Ｙ２を補正用受光量Ｙ１で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図２に示す。図２において、黒丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。図２から明らかなように、Ｙ２／Ｙ１を用いることにより、皮膚の影響を補正し、皮下脂肪厚を高精度に測定することができる。
次に本発明の動作確認部１６および補正部１７について説明する。
動作確認部１６は保護カバー１３がかぶった状態で、すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、補正用光源２２を点灯し、導光路１４を伝搬して、受光部３で受光される受光量Ｙ１’を計測する、次に計測用光源２１を点灯し、受光部３で受光される受光量Ｙ２’を計測する。この複数の受光量と、各受光量に対応して基準として求めておいた基準値とを比較して、一つの受光量のみが少ない場合にはそのときの光源２の異常を検知して、この光源２の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、異常と検知された光源２の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源２を清掃する。また、すべての光源２での受光量が少ない場合に、受光部３の異常を検知して、この受光部３の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、受光部３の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
補正部１７は測定開始前に保護カバー１３がかぶった状態で、すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、まず補正用光源２２を点灯し、導光路１４を伝搬して、受光部３において補正用受光量Ｙ１’が受光され、つぎに計測用光源２１を点灯し受光部３において計測用受光量Ｙ２’が受光される。この受光量の比Ｙ２’／Ｙ１’で生体測定時の受光量比であるＹ２／Ｙ１を割ることで、受光部３の感度ばらつきや、温度変化および経年変化による計測用光源２１および補正用光源２２の出力ばらつきによる測定値の悪化を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
なお、本実施の形態では、動作確認部１６が受光部３が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が受光部が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報音や音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。また、動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報ＯＮや音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。
さらに、本実施の形態においては、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行っても構わないし、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行った後に、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行っても構わない。
また、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行うようにする場合には、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行った後、ユーザが、保護カバーを閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態にした時に、自動的に計測するようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザが、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行う操作をするのを忘れても自動的に保護カバー１３を閉じた状態で計測が行われるので、正確に脂肪に関する情報を求めることが出来る。
なお、本実施の形態では、導光路１４には、図１（ａ）及び図１（ｂ）のようにくぼみ１５が形成されているとして説明したが、これに限らない。導光路１４にくぼみ１５が形成されておらず、保護カバー１３を閉じたときに、光源２および受光部３と、導光路１４とが密着しないように一定の距離だけ離れるような構造となっていても構わない。なお、この場合、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離が大きくなりすぎると、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した光が直接受光部３に入射することが起こりうる。従って、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光の強度が無視できる程度に、光源２及び受光部３と、導光路１４とは接近している必要がある。従って、上記一定の距離とは、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光が無視出来るだけ、光源２及び受光部３と、導光路１４とが接近している距離であればよい。要するに、保護カバー１３が閉じて、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、導光路１４と、光源２および受光部３との間に空間が設けられており、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離は上記一定の距離だけ離れていさえればよい。
さらに、本実施の形態では、保護カバー１３が本体１８と回転軸１９によって接続されているとして説明したが、これに限らず、保護カバー１３と本体１８とが脱着可能であっても構わない。保護カバー１３が本体１８から取り外すことが出来る場合には、例えば保護カバー１３を清掃する際、本体１８から取り外して清掃することにより、容易に保護カバー１３を清掃することが出来る。また、保護カバー１３の導光路１４が破損した場合であっても、保護カバー１３を取り替えるだけでよいので、光式脂肪測定装置のメンテナンスが容易になる。
さらに、実施の形態２では、光源２は計測用光源２１と補正用光光源２２である、すなわち二つの光源が設けられているとして説明したが、これに限らない。光源２が三つ以上の光源であっても構わない。光源２が三つ以上設けられている場合には、動作確認部１６は、次のように動作するものとする。すなわち、複数の光源のそれぞれから出射された各受光量と、基準として求めておいた各光源毎の基準値とを比較する。そして、一つの光源における受光量のみが少ない場合にはその光源が異常と判断して、この光源の要清掃の表示を表示部９にて行う。光源の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源を清掃する。また、全て光源から出射された全て受光量が基準値より少ない場合に、受光部３が異常と判断して、この受光部３の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、受光部３の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部３を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、実施の形態１と同様に常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
このように本実施の形態によれば、経年変化および温度変化を補正することができ、脂肪を精度良く測定することができる光式脂肪測定装置、及び光式脂肪測定方法を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】  以上説明したところから明らかなように、そこで本発明は、光源、受光素子の感度チェックを行うことで、温度変化、経年変化による測定誤差を補正することが出来る光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することが出来る。
また、本発明は、光源や受光素子の汚れを検知して要清掃の表示をすることで、常に、高精度で再現性の良い脂肪計測が可能である光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することが出来る。
【図１】
2004110273.tif 000003
【図２】
2004110273.tif 000004
【図３】
2004110273.tif 000005
【図４】
2004110273.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月6日(2005.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送受光間距離を得られるように配置された光源部及び受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備え、
前記光源部及び前記受光部のうち少なくともいずれか一方は、複数個設けられている、光式脂肪測定装置。
【請求項２】
前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、    
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各受光部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の受光部のうち前記複数の受光部の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する前記基準値より少ない場合には、その受光部が異常と判断し、
前記複数の受光部の全ての受光部における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記光源部が異常と判断する動作確認部を備えた、請求項１記載の光式脂肪測定装置。
【請求項３】
前記動作確認部は、前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行う、請求項１記載の光式脂肪測定装置。
【請求項４】
前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各光源部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の光源部のうち前記複数の光源部の個数より少ない個数の光源部による受光量が、その光源部に対応する前記基準値より少ない場合には、その光源部が異常と判断し、
前記複数の光源部の全ての光源部による受光量が、それらの光源部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記受光部が異常と判断する動作確認部とを備えた、請求項１記載の光式脂肪測定装置。
【請求項５】
前記動作確認部は、前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行う、請求項１記載の光式脂肪測定装置。
【請求項６】
前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、請求項１記載の光式脂肪測定装置。
【請求項７】
前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、請求項１記載の光式脂肪測定装置。
【請求項８】
前記受光部は、第１の受光部及び第２の受光部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記第１の受光部に導かれた光の前記第１の受光部における受光量と前記第２の受光部に導かれた光の前記第２の受光部における受光量との比によって前記生体の測定値を補正する、請求項６記載の光式脂肪測定装置。
【請求項９】
前記光源部は、第１の光源部及び第２の光源部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記第１の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と単独に点灯された前記第２の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量の比によって前記生体の測定値を補正する、請求項７記載の光式脂肪測定装置。
【請求項１０】
前記標準素子は、前記光源部及び前記受光部のある本体と回転軸によって接続されている請求項１から９のいずれかに記載の光式脂肪測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮下脂肪を光学的に測定することができる光式脂肪測定装置、及び標準素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、近赤外光を用いて、生体表面に配置された光源から生体内部に入射した光のうち、生体内部で散乱、吸収されながら伝播して再び生体表面にあらわれた光を受光することで生体内部の皮下脂肪の厚みを測定する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この方法は、皮膚上に、光源部及び受光部を一直線上に配置し、光源部から近赤外を発し、脂肪層の透過光を受光部で受光し、受光部での受光量を、受光量と脂肪厚とのキャリブレーションカーブに適用して、脂肪厚を推定するものである。
【０００４】
筋肉、皮下脂肪では光の伝搬特性が大きく異なり、筋肉ではより吸収が強く、脂肪ではより散乱が強い。この特性の違いは５００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の光で顕著である。そのため、光源より生体表面から入射した光は皮下脂肪厚が厚いほど皮下脂肪内で広がり、拡散により深さ方向だけでなく、横方向にも広がる。したがって、この横方向に広がり再び生体表面に出射した光は皮下脂肪が厚いほど増加する。したがってこの光を受光部で受光することにより皮下脂肪の厚みおよび量が測定できる。
【０００５】
また、この方法では、複数の送受高間距離を得られるように、光源部および受光部を配置して、皮膚の色などの補正を行い精度の良い皮下脂肪厚の測定を可能としている。すなわち、受光部での受光量を求める際に、光源部に最も近い受光素子の受光量で、皮膚色差による各受光部の受光量を補正している。
【０００６】
また、保護カバーに反射板を設けて基準となる体脂肪率のリファレンスデータとする方法が存在する（例えば、特許文献２を参照）。この方法は、装置の光源部及び受光部がある面に対して、保護カバーの反射板のある側の面が対向するように保護カバーを配置した後、光源部から発し、保護カバーの反射板で反射し、受光部に入射した光の受光量を計測し、その計測した受光量を体脂肪率のリファレンスデータとするものである。
【特許文献１】特開２０００−１５５０９１号公報
【特許文献２】特許第２６４８３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の脂肪測定装置においては、特許文献１の方法では光源、受光素子の感度が汚れなどによって低下している場合には測定精度が低下する。
【０００８】
すなわち、使用している光源が人には見えにくい近赤外光なので、光源部の出射端が汚れて出力が著しく低下していても、使用者は気づかずに使用し精度が悪化するという課題があった。
【０００９】
また、受光部が複数ある場合に、一部の受光部の入射端のみが汚れていた場合に、皮膚の補正が効かなくなり、測定精度が悪化した。
【００１０】
また、従来の特許文献２の方法では、保護カバーにつけた反射板を用いているが、この校正では受光部と光源が近い場合もしくは同一送受光間距離にある場合には有効であるが異なる複数の送受光間距離を持つ測定系ではそれぞれの送受光間距離で、生体を計測した場合に信号レベルが指数関数的に変化するので、単純な既定の反射板の構成では指数関数的に変化する光量を再現するのは難しい。
【００１１】
複数の送受光間距離を持つ場合として、例えば、皮膚上に、１つの光源部と複数の受光部とを一直線上に並べて測定を行う場合について説明する。この場合、光源部からより遠い受光部は、受光量がより弱くなる。すなわち、受光部における受光量は、光源部から受光部までの距離の指数関数で表される。従って、光源部からより遠くに配置されている受光部は、より微弱な光量を検出出来るように予め調整されている。
【００１２】
ところが、特許文献２に記載されている、反射板をつけた保護カバーを１つの光源部及び複数の受光部に対向させて配置し、光源部から出て、反射板で反射した光を受光部で受光した場合、受光部における受光量は、どの受光部でもほぼ同じ程度の大きさになる。従って、光源部からより遠くに配置されている受光部では、入射する光量が大きすぎて、受光部が飽和してしまうことになる。また、逆に、光源部から最も遠くに配置されている受光部で、入射する光量が最適になるように光量を調整した場合、光源部からより近くに配置されている受光部では、入射する光量が小さすぎて受光部が入射する光量を検知できないことになる。このように単純な反射板の構成では、指数関数的に変化する光量を再現することは難しい。
【００１３】
そこで本発明は、上記課題を考慮し、光源、受光素子の感度チェックを行うことで、温度変化、経年変化による測定誤差を補正することが出来る光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することを目的とするものである。
【００１４】
また、本発明は、上記課題を考慮し、光源や受光素子の汚れを検知して要清掃の表示をすることで、常に、高精度で再現性の良い脂肪計測が可能である光式脂肪測定装置、及び標準素子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】
【００１５】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された光源部及び受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備え、
前記光源部及び前記受光部のうち少なくともいずれか一方は、複数個設けられている、光式脂肪測定装置である。
【００１６】
また、第２の本発明は、前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、    
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各受光部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の受光部のうち前記複数の受光部の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する前記基準値より少ない場合には、その受光部が異常と判断し、
前記複数の受光部の全ての受光部における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記光源部が異常と判断する動作確認部を備えた、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００１７】
また、第３の本発明は、前記動作確認部は、前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行う、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００１８】
また、第４の本発明は、前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各光源部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較し、
前記複数の光源部のうち前記複数の光源部の個数より少ない個数の光源部による受光量が、その光源部に対応する前記基準値より少ない場合には、その光源部が異常と判断し、
前記複数の光源部の全ての光源部による受光量が、それらの光源部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記受光部が異常と判断する動作確認部とを備えた、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００１９】
また、第５の本発明は、前記動作確認部は、前記光源部が異常と判断した場合、異常と判断した前記光源部の要清掃の表示または音声出力を行い、
前記受光部が異常と判断した場合、異常と判断した前記受光部の要清掃の表示または音声出力を行う、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００２０】
また、第６の本発明は、前記光源部が一つ設けられており、前記受光部が複数個設けられている、光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００２１】
また、第７の本発明は、前記光源部が複数個設けられており、前記受光部が一つ設けられている光式脂肪測定装置であって、
前記演算部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正する補正部を有する、第１の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００２２】
また、第８の本発明は、前記受光部は、第１の受光部及び第２の受光部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記第１の受光部に導かれた光の前記第１の受光部における受光量と前記第２の受光部に導かれた光の前記第２の受光部における受光量との比によって前記生体の測定値を補正する、第６の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００２３】
また、第９の本発明は、前記光源部は、第１の光源部及び第２の光源部の二つ設けられており、
前記補正部は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、単独に点灯された前記第１の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と単独に点灯された前記第２の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量の比によって前記生体の測定値を補正する、第７の本発明の光式脂肪測定装置である。
【００２４】
また、第１０の本発明は、前記標準素子は、前記光源部及び前記受光部のある本体と回転軸によって接続されている第１から第９の本発明のいずれかに記載の光式脂肪測定装置である。
【００２５】
また、第１１の本発明は、光式脂肪測定装置の光源部及び受光部に対向して配置することが出来、対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を備えた、標準素子である。
【００２６】
また、第１２の本発明は、前記導光路は光を散乱する散乱体または光を吸収する吸収体である、第１１の本発明の標準素子である。
【００２７】
また、第１３の本発明は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、前記導光路の前記光源部および受光部に面する面以外の部分に反射層が設けられている、第１１の本発明の標準素子である。
【００２８】
また、第１４の本発明は、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向するように前記標準素子が配置されている状態で、前記導光路と、前記光源部および前記受光部との間に空間が設けられている、第１１の本発明の標準素子である。
【００２９】
また、第１５の本発明は、前記導光路は、その一部に凹部を有し、
前記凹部により、前記空間が形成されている、第１４の本発明の標準素子である。
【００３０】
また、第１６の本発明は、前記標準素子は、前記導光路の前記光源部
及び前記受光部に対向する面以外を覆う保護カバーを有する、第１１の本発明の標準素子である。
【００３１】
また、第１７の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された１つの光源部及び複数の受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記複数の受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各受光部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較するステップと、
前記複数の受光部のうち前記複数の受光部の個数より少ない個数の受光部における受光量が、その受光部に対応する前記基準値より少ない場合には、その受光部が異常と判断し、
前記複数の受光部の全ての受光部における受光量が、それらの受光部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記光源部が異常と判断するステップとを備えた、光式脂肪測定方法である。
【００３２】
また、第１８の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された複数の光源部及び一つの受光部と、
単独に点灯された前記複数の光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量と、予め前記各光源部毎に求めておいた受光量の基準値とを比較するステップと、
前記複数の光源部のうち前記複数の光源部の個数より少ない個数の光源部による受光量が、その光源部に対応する前記基準値より少ない場合には、その光源部が異常と判断し、
前記複数の光源部の全ての光源部による受光量が、それらの光源部に対応する受光量の前記各基準値より少ない場合には、前記受光部が異常と判断するステップとを備えた、光式脂肪測定方法である。
【００３３】
また、第１９の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された１つの光源部及び複数の受光部と、
前記光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記複数の受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、点灯された前記光源部から前記導光路によって前記複数の受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正するステップを備えた、光式脂肪測定方法である。
【００３４】
また、第２０の本発明は、複数の送受光間距離を得られるように配置された複数の光源部及び１つの受光部と、
単独に点灯された前記複数の光源部から射出され、生体内部を伝搬した後、前記受光部で受光された受光量に基づいて生体の脂肪に関する情報を算出する演算部と、
前記光源部及び前記受光部に対向して配置された状態で前記光源部から前記受光部へ光を導く、所定の透過率を有する導光路を有する標準素子とを備えた光式脂肪測定装置を用いて計測する光式脂肪測定方法であって、
前記標準素子が前記光源部及び前記受光部に配置され、前記導光路が前記光源部及び前記受光部に対向して配置されている状態で、単独に点灯された前記複数の光源部から前記導光路によって前記受光部に導かれた光の受光量によって前記生体の測定値を補正するステップを備えた、光式脂肪測定方法である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、光源、受光素子の感度チェックを行うことで、温度変化、経年変化による測定誤差を補正することが出来る光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することが出来る。
【００３６】
また、本発明は、光源や受光素子の汚れを検知して要清掃の表示をすることで、常に、高精度で再現性の良い脂肪計測が可能である光式脂肪測定装置、及び標準素子を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の一実施の形態における光式脂肪測定装置は、複数の送受光間距離を得られるように配置された１つの光源部と複数の受光部を備え、各送受光間距離に対しての受光部での受光量から脂肪に関する情報を算出する光式脂肪測定装置において、遮光性のある保護カバーに既定の透過率を有した導光路を有しており、動作確認部が測定開始前に保護カバーがかぶった状態で、光源を点灯し、保護カバー内の導光路を伝搬して、複数の受光部で受光される受光量とあらかじめ基準として求めておいた基準値と比較して、一つの受光量のみが少ない場合にはこの受光部の異常を検知して、この受光部の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行い、また、すべての受光部の受光量が少ない場合に、光源の異常を検知して、この光源の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００３８】
また、補正部が測定開始前に保護カバーがかぶった状態で、光源を点灯し、保護カバー内の導光路を伝搬して、二つの受光部で受光される二つの受光量の比から、温度変化および経年変化による複数の受光部の感度ばらつきによる測定値の悪化を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００３９】
また、本発明の他の一実施の形態における光式脂肪測定装置は、複数の送受光間距離を得られるように配置された複数の光源部と１つの受光部を備え、各送受光間距離に対しての受光部での受光量から脂肪に関する情報を算出する光式脂肪測定装置において、遮光性のある保護カバーに既定の透過率を有した導光路を有し、動作確認部が各光源を単独で点灯し、導光路内を伝搬して、受光部へ入射した受光量をあらかじめ基準として求めておいた基準値と比較して、一つの光源での受光量のみが少ない場合にこの光源の異常を検知して、この光源の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行い、また、すべての光源での受光量が少ない場合に、受光部の異常を検知して、この受光部の要清掃の表示または要清掃の音声出力を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００４０】
また、補正部が測定開始前に保護カバーがかぶった状態で、各光源を単独で点灯し、保護カバー内の導光路を伝搬して、受光部へ入射した、二つの受光量の比から、温度変化および経年変化による複数の光源の出力ばらつき測定値を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００４１】
さらに、導光路を散乱体とすることにより、散乱係数により光の伝搬は指数関数的に変化させることができる。そのため、受光部のゲインおよび光源の出力が指数関数的に異なっても、動作確認や、補正の動作が可能となる。
【００４２】
さらに、本発明の一実施の形態における光式脂肪測定装置において、導光路の外面の内、光源および受光部とが面しない面に既定の反射率を持った反射層を設けることで、導光路の伝搬率が増加し、導光路の体積を小型化することができ、ひいては装置全体を小型化することができる。
【００４３】
さらに本発明の一実施の形態における光式脂肪測定装置において、導光路と光源部および受光部とが面する部位に空間を設けることで、光源および受光部が汚れていた場合に、その汚れが受光部に付着することを防ぎ、常に正常な動作確認や補正が可能となる。
【００４４】
さらに、遮光性の保護カバーが光源、受光部のある本体と回転軸によって接続されていることにより、生体を測定する場合に、はずした保護カバーが紛失する恐れがなくなる。
【００４５】
以下、図面を用いて、本発明の光式皮下脂肪厚測定方法及びそれに用いる装置について詳細に説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における光式脂肪測定装置の構成図である。また、図１（ｂ）は生体側から本実施の形態１における光式脂肪測定装置を見た図である。
【００４７】
生体表面１に接する面に光源２と受光部３が設けられている。受光部３は計測用受光部４と補正用受光部５からなる。
【００４８】
計測用受光部４と光源２との距離は３８ｍｍであり、補正用受光部５と光源２との距離は２３ｍｍである。光源２から出射する光の出射口は直径φ３ｍｍであり、計測用受光部４及び補正用受光部５の光の入射口は直径φ３ｍｍである。
【００４９】
なお、計測用受光部４と光源２との距離は３５ｍｍ〜８０ｍｍの間であることが好ましく、補正用受光部５と光源２との距離は１５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
生体表面１に本装置を接し、光源２が点灯したときに、補正用受光部５において補正用受光量Ｙ１が受光され、計測用受光部４において計測用受光量Ｙ２が受光される。計測用受光量Ｙ２を補正用受光量Ｙ１で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図２に示す。図２において、黒丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。図２から明らかなように、Ｙ２／Ｙ１を用いることにより、皮膚７の影響を補正し、皮下脂肪６の厚みを高精度に測定することができる。すなわち、Ｙ２／Ｙ１を用いることによって皮膚７の色等にばらつきがあっても、皮下脂肪６の厚みを高精度に測定することが出来る。
【００５１】
ここで、光源２は光源素子として中心波長が６８０ｎｍのＬＥＤを用いている。
【００５２】
なお、光源素子は中心波長が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの、レーザーダイオードまたはＬＥＤなどの光源素子であれば、脂肪と筋肉とで光伝搬特性の差が大きいので好ましい。
【００５３】
さらに光源素子から光ファイバーなどの導光部品を用いて生体表面１まで光を導光する構成とすると、光源素子で発生した熱が生体表面に伝わらないので好ましい。
【００５４】
受光部３は受光素子としてフォトダイオードを用いている。なお、受光素子はＣｄＳなどの光電変換素子でもよい。また、生体表面１から受光素子までを光ファイバーなどの導光部品を用いて光を導光する構成としても良い。
【００５５】
演算部８では、図２の関係を用いてＹ２／Ｙ１に基づき、皮下脂肪６の厚みを算出する。算出された皮下脂肪６の厚みは表示部９に表示され、通信部１０を通して他の機器にデータとして送られる。
【００５６】
また、入力部１１から直接、または通信部１０を通して他の機器から、身長、体重、年齢、性別、測定部位などのデータを入力することにより、皮下脂肪６の厚みと相関性のある体脂肪率を演算部８で計算し、表示部９に表示したり通信部１０によって他の機器へデータを転送したりすることもできる。
【００５７】
また、本実施の形態の光式脂肪測定装置は、光源２と受光部３とを覆うように遮光性の保護カバー１３を有している、保護カバー１３内部には高密度ポリエチレン等の散乱体で形成された導光路１４が配置されている。導光路１４の光源２、受光部３と面する部位には図１（ａ）及び図１（ｂ）のようにくぼみ１５がほどこされ、保護カバーが閉じたときに、光源２および受光部３と、導光路１４とが密着しない構造となっている。このような構造とすることで、光源２および受光部３が汚れた場合にも導光路１４は汚れずにすみ、常に正確に動作確認や補正が可能となる。
【００５８】
また、導光路１４の構成として光源２と計測用受光部４とを結ぶ第一の導光路と、光源２と補正用受光部５とを結ぶ第二の導光路との組み合わせとしてもよい。
【００５９】
また、導光路１４の構成として、赤外線（熱線）吸収ガラスなどの既定の吸収率をもった材料からなる光ファイバーとしても良い。また、導光路１４を光ファイバーとする場合、導光路１４から漏れる光や、太陽光などの環境光が導光路１４内部に入り込むことが減少するので、保護カバーは遮光性が不要となる。
【００６０】
また、散乱体としては、ポリカーボネートを用いても構わない。特に、光拡散グレードのポリカーボネートは、拡散光線の透過率が高いので有用である。
【００６１】
次に本発明の動作確認部１６および補正部１７について説明する。
【００６２】
動作確認部１６は保護カバー１３を取り付けた状態で、すなわち、図３に示すように保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、光源２を点灯し、導光路１４を伝搬して、受光部３で受光される各受光量とあらかじめ各受光部に対して基準として求めておいた基準値と比較する。なお、これらの基準値は、動作確認部１６が有するメモリに予め格納されていたものである。
【００６３】
すなわち、計測用受光部４の受光量と、計測用受光部４に対して基準として求めておいた基準値とを比較し、また、補正用受光部５の受光量と、補正用受光部５に対して基準として求めておいた基準値とを比較する。
【００６４】
そして、一つの受光部における受光量のみが少ない場合にはその受光部が異常と判断して、この受光部の要清掃の表示を表示部９にて行う。受光部の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部を清掃する。また、すべての受光部における受光量が少ない場合に、光源２が異常と判断して、この光源２の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、光源２の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源２を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００６５】
補正部１７は測定開始前に保護カバー１３がかぶった状態で、すなわち、図３に示すように保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、光源２を点灯し、導光路１４を伝搬して、補正用受光部５において補正用受光量（Ｙ１’）が受光され、計測用受光部４において計測用受光量（Ｙ２’）が受光される。この受光量の比Ｙ２’／Ｙ１’で生体測定時の受光量比であるＹ２／Ｙ１を割ることで、光源２の発光強度のばらつきや、温度変化および経年変化による計測用受光部４および補正用受光部５の感度ばらつきによる測定値の悪化を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００６６】
また、図３のように保護カバーを本体１８と回転軸１９によって接続することで、脂肪の測定中に保護カバー１３を紛失することもなくなる。また、回転軸１９の回転に連動してカバー２０が導光路１４を覆うことで、生体を測る場合に導光路１４は装置の外側に現れないので、測定中に導光路１４が汚れることなく、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００６７】
また、導光路１４の光源２および受光部３と面しない側にアルミなどでできた高反射率の反射層を設けることで、散乱体が薄くても、導光路１４の光の伝搬効率があがり、散乱体を薄く小さくできるので、装置自体を小型化できる。
【００６８】
なお、本実施の形態の光源２は本発明の光源部の例であり、本実施の形態の保護カバー１３、導光路１４、及び反射層２３は、本発明の標準素子の例であり、本実施の形態の皮下脂肪６の厚みは本発明の脂肪に関する情報の例であり、本実施の形態の皮下脂肪６の厚みと相関性のある体脂肪率は本発明の脂肪に関する情報の例である。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、導光路１４が散乱体であるとして説明したが、距離とともに指数関数的に光を減衰させるような吸収体であっても構わない。なお、このような吸収体として、赤外線（熱線）吸収ガラスやＮＤフィルターの材料を用いることが出来る。また、可視光や近赤外光を吸収するポリカーボネート樹脂も吸収体として用いることが出来る。
【００７０】
なお、本実施の形態では、動作確認部１６が受光部が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が受光部が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報音や音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。また、動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報ＯＮや音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。
【００７１】
さらに、本実施の形態においては、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行っても構わないし、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行った後に、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行っても構わない。
【００７２】
また、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行うようにする場合には、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行った後、ユーザが、保護カバーを閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態にした時に、自動的に計測するようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザが、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行う操作をするのを忘れても自動的に保護カバー１３を閉じた状態で計測が行われるので、正確に脂肪に関する情報を求めることが出来る。
【００７３】
さらに、本実施の形態の光式脂肪測定装置は、動作確認部と補正部との両方を備えているとして説明したが、これに限らない。光式脂肪測定装置が動作確認部と補正部のいずれか一方のみを備えている構成であっても構わない。
【００７４】
なお、本実施の形態では、導光路１４には、図１（ａ）及び図１（ｂ）のようにくぼみ１５が形成されているとして説明したが、これに限らない。導光路１４にくぼみ１５が形成されておらず、保護カバー１３を閉じたときに、光源２および受光部３と、導光路１４とが密着しないように一定の距離だけ離れるような構造となっていても構わない。なお、この場合、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離が大きくなりすぎると、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した光が直接受光部３に入射することが起こりうる。従って、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光の強度が無視できる程度に、光源２及び受光部３と、導光路１４とは接近している必要がある。従って、上記一定の距離とは、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光が無視出来るだけ、光源２及び受光部３と、導光路１４とが接近している距離であればよい。要するに、保護カバー１３が閉じて、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、導光路１４と、光源２および受光部３との間に空間が設けられており、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離は上記一定の距離だけ離れていさえればよい。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、保護カバー１３が本体１８と回転軸１９によって接続されているとして説明したが、これに限らず、保護カバー１３と本体１８とが脱着可能であっても構わない。保護カバー１３が本体１８から取り外すことが出来る場合には、例えば保護カバー１３を清掃する際、本体１８から取り外して清掃することにより、容易に保護カバー１３を清掃することが出来る。また、保護カバー１３の導光路１４が破損した場合であっても、保護カバー１３を取り替えるだけでよいので、光式脂肪測定装置のメンテナンスが容易になる。
【００７６】
さらに、実施の形態１では、受光部３が計測用受光部４と補正用受光部５である、すなわち二つの受光部が設けられているとして説明したが、これに限らない。受光部３が三つ以上の受光部であっても構わない。受光部３が三つ以上設けられている場合には、動作確認部１６は、次のように動作するものとする。すなわち、複数の受光部の各受光量と、基準として求めておいた各受光部毎の基準値とを比較する。そして、一つの受光部における受光量のみが少ない場合にはその受光部が異常と判断して、この受光部の要清掃の表示を表示部９にて行う。受光部の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部を清掃する。また、すべての受光部における受光量が少ない場合に、光源２が異常と判断して、この光源２の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、光源２の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源２を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、実施の形態１と同様に常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００７７】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における光式脂肪測定装置の構成図である。
【００７８】
実施の形態１と同様の部分については、説明を省略し異なる部分について説明する。
【００７９】
生体表面１に接する面に複数の光源２と受光部３とが設けられている。光源２は計測用光源２１と補正用光光源２２からなる。計測用光源２１と受光部３との距離は３８ｍｍであり、補正用光源２２と受光部３との距離は２３ｍｍでありほぼ一直線上に配置されている。
【００８０】
生体表面１に本装置を接し、まず補正用光源２２が点灯したときに、受光部３において補正用受光量Ｙ１が受光され、つぎに計測用光源２１が点灯して受光部３において計測用受光量Ｙ２が受光される。計測用受光量Ｙ２を補正用受光量Ｙ１で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図２に示す。図２において、黒丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。図２から明らかなように、Ｙ２／Ｙ１を用いることにより、皮膚の影響を補正し、皮下脂肪厚を高精度に測定することができる。
【００８１】
次に本発明の動作確認部１６および補正部１７について説明する。
【００８２】
動作確認部１６は保護カバー１３がかぶった状態で、すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、補正用光源２２を点灯し、導光路１４を伝搬して、受光部３で受光される受光量Ｙ１’を計測する、次に計測用光源２１を点灯し、受光部３で受光される受光量Ｙ２’を計測する。この複数の受光量と、各受光量に対応して基準として求めておいた基準値とを比較して、一つの受光量のみが少ない場合にはそのときの光源２の異常を検知して、この光源２の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、異常と検知された光源２の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源２を清掃する。また、すべての光源２での受光量が少ない場合に、受光部３の異常を検知して、この受光部３の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、受光部３の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。使用者に異常と対策を知らせることができ、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００８３】
補正部１７は測定開始前に保護カバー１３がかぶった状態で、すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、まず補正用光源２２を点灯し、導光路１４を伝搬して、受光部３において補正用受光量Ｙ１’が受光され、つぎに計測用光源２１を点灯し受光部３において計測用受光量Ｙ２’が受光される。この受光量の比Ｙ２’／Ｙ１’で生体測定時の受光量比であるＹ２／Ｙ１を割ることで、受光部３の感度ばらつきや、温度変化および経年変化による計測用光源２１および補正用光源２２の出力ばらつきによる測定値の悪化を補正し、常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００８４】
なお、本実施の形態では、動作確認部１６が受光部３が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が受光部が異常と判断した場合には、その異常と判断した受光部の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報音や音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。また、動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃の表示を表示部９にて行うとして説明したが、これに限らない。動作確認部１６が光源２が異常と判断した場合には、その異常と判断した光源２の要清掃を表示部９にてブザーなどの警報ＯＮや音声メッセージ等により光式脂肪測定装置の使用者に通知しても構わない。
【００８５】
さらに、本実施の形態においては、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行っても構わないし、保護カバー１３を取り付けた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行った後に、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行っても構わない。
【００８６】
また、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行い、その後、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行うようにする場合には、光式脂肪測定装置で生体に対して計測する動作を行った後、ユーザが、保護カバーを閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態にした時に、自動的に計測するようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザが、保護カバー１３を閉じた状態すなわち保護カバー１３が光源２及び受光部３に配置され、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で計測する動作を行う操作をするのを忘れても自動的に保護カバー１３を閉じた状態で計測が行われるので、正確に脂肪に関する情報を求めることが出来る。
【００８７】
なお、本実施の形態では、導光路１４には、図１（ａ）及び図１（ｂ）のようにくぼみ１５が形成されているとして説明したが、これに限らない。導光路１４にくぼみ１５が形成されておらず、保護カバー１３を閉じたときに、光源２および受光部３と、導光路１４とが密着しないように一定の距離だけ離れるような構造となっていても構わない。なお、この場合、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離が大きくなりすぎると、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した光が直接受光部３に入射することが起こりうる。従って、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光の強度が無視できる程度に、光源２及び受光部３と、導光路１４とは接近している必要がある。従って、上記一定の距離とは、光源２から出射され、導光路１４の表面に入射し、導光路１４の表面で反射した後、直接受光部３に入射する光が無視出来るだけ、光源２及び受光部３と、導光路１４とが接近している距離であればよい。要するに、保護カバー１３が閉じて、導光路１４が光源２及び受光部３に対向して配置されている状態で、導光路１４と、光源２および受光部３との間に空間が設けられており、光源２及び受光部３と、導光路１４との距離は上記一定の距離だけ離れていさえればよい。
【００８８】
さらに、本実施の形態では、保護カバー１３が本体１８と回転軸１９によって接続されているとして説明したが、これに限らず、保護カバー１３と本体１８とが脱着可能であっても構わない。保護カバー１３が本体１８から取り外すことが出来る場合には、例えば保護カバー１３を清掃する際、本体１８から取り外して清掃することにより、容易に保護カバー１３を清掃することが出来る。また、保護カバー１３の導光路１４が破損した場合であっても、保護カバー１３を取り替えるだけでよいので、光式脂肪測定装置のメンテナンスが容易になる。
【００８９】
さらに、実施の形態２では、光源２は計測用光源２１と補正用光光源２２である、すなわち二つの光源が設けられているとして説明したが、これに限らない。光源２が三つ以上の光源であっても構わない。光源２が三つ以上設けられている場合には、動作確認部１６は、次のように動作するものとする。すなわち、複数の光源のそれぞれから出射された各受光量と、基準として求めておいた各光源毎の基準値とを比較する。そして、一つの光源における受光量のみが少ない場合にはその光源が異常と判断して、この光源の要清掃の表示を表示部９にて行う。光源の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた光源を清掃する。また、全て光源から出射された全て受光量が基準値より少ない場合に、受光部３が異常と判断して、この受光部３の要清掃の表示を表示部９にて行う。そして、受光部３の要清掃の表示が表示部９で行われると、光式脂肪測定装置の使用者は、要清掃の表示がされた受光部３を清掃する。このように、要清掃の表示を行うことで、使用者に異常と対策を知らせることができ、実施の形態１と同様に常に精度の良い脂肪測定が可能となる。
【００９０】
このように本実施の形態によれば、経年変化および温度変化を補正することができ、脂肪を精度良く測定することができる光式脂肪測定装置、及び光式脂肪測定方法を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明にかかる光式脂肪測定装置は、光源、受光素子の感度チェックを行うことで、温度変化、経年変化による測定誤差を補正することが出来るという効果を有し、皮下脂肪を光学的に測定することができる光式脂肪測定装置、及び標準素子等に有用である。
【００９２】
本発明にかかる光式脂肪測定装置は、光源や受光素子の汚れを検知して要清掃の表示をすることで、常に、高精度で再現性の良い脂肪計測が可能であるという効果を有し、皮下脂肪を光学的に測定することができる光式脂肪測定装置、及び標準素子等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における光式脂肪測定装置の構成図である。（ｂ）本発明の実施の形態１における光式脂肪測定装置を生体側から見た図である。
【図２】受光量比Ｙ１／Ｙ２と皮下脂肪厚の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における保護カバーを本体に取り付けた状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における光式脂肪測定装置の構成図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  生体表面
２  光源
３  受光部
４  計測用受光部
５  補正用受光部
６  皮下脂肪
７  皮膚
８  演算部
９  表示部
１０  通信部
１１  入力部
１２  筋肉
１３  保護カバー
１４  導光路
１５  くぼみ
１６  動作確認部
１７  補正部
１８  本体
１９  回転軸
２０  カバー
２１  計測用光源
２２  補正用光源
２３  反射層
【国際調査報告】
2004110273.tif 000007
2004110273.tif 000008