(57)【要約】【課題】センサー感度が経時変化しても精度良く被検体における反射光の特性を検出することができる情報取得装置を提供する。【解決手段】成分測定装置１は、反射光３２を入力して反射光３２の光強度に対応する信号を出力するセンサーモジュール１２と、反射光３２の光強度を比較するための第１反射光３２ａをセンサーモジュール１２に出力する校正板２１と、センサーモジュール１２に入力する反射光３２を被測定部２ａで反射した第２反射光３２ｂと第１反射光３２ａとで切り替える校正ユニット１４と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体で反射した第２反射光を入力して前記第２反射光の光強度に対応する信号を出力する受光部と、
前記第２反射光の光強度を比較するための第１反射光を前記受光部に出力する反射率の安定した校正部と、
前記受光部に入力する光を前記第２反射光と前記第１反射光とで切り替える切替部と、を備えることを特徴とする情報取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報取得装置であって、
前記受光部が前記第２反射光を入力するとき、前記第２反射光の光路を遮らない収納場所に前記切替部が前記校正部を移動することを特徴とする情報取得装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の情報取得装置であって、
前記受光部が前記第１反射光を入力するとき、前記第２反射光の光路を遮る遮蔽場所に前記切替部が前記校正部を移動することを特徴とする情報取得装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報取得装置であって、
前記第１反射光の光強度の情報を用いて前記第２反射光の光強度の情報を校正する校正演算部を備えることを特徴とする情報取得装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の情報取得装置であって、
前記受光部は、前記校正部または前記被検体を照射する光を射出する発光素子と、
前記第１反射光または前記第２反射光が入力される受光素子と、を備え、
前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とは同じ向きを向くことを特徴とする情報取得装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報取得装置であって、
前記校正部はポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする情報取得装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の情報取得装置であって、
前記切替部が前記第１反射光と前記第２反射光とのどちらを前記受光部に入力するかを制御する制御部を備えることを特徴とする情報取得装置。
【請求項８】
被検体に情報取得装置を設置し、
前記情報取得装置に内蔵された校正部に光を照射して反射した第１反射光の光強度を検出し、
前記被検体に光を照射して反射した第２反射光の光強度を検出し、
前記第１反射光の光強度と前記第２反射光の光強度とを用いて前記被検体の情報を取得し、
前記被検体に前記情報取得装置を設置した状態で前記第１反射光の光強度を検出することと、前記第２反射光の光強度を検出することと、前記被検体の情報を取得することとを繰り返すことを特徴とする情報取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報取得装置および情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検者の生体情報を非侵襲で取得する装置が活用されている。被検者に与える負荷が少なく安全性の高い装置になっている。その１つとして光を利用して血液成分の情報を取得する非侵襲血液分析装置が特許文献１に開示されている。それによると、センサーを被検者の皮膚面に接触させ、測定光を被検者の生体内に向けて照射する。血液中にはヘモグロビンが存在し、特定の波長の光を吸収する。そして、被検者から反射した光を分析することでヘモグロビンの中で酸化ヘモグロビンが占める割合を検出する。他にも血液成分等の生体情報を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置は検査対象とする血管を選択し、血液の情報を検出する。このとき光源部から光を射出し、撮像部にて受光する。光源部、撮像部は電子部品であり、経時変化をする。光源は光量が減少し、撮像部は光の感度が低下する。従って、検出する光の情報の精度が時間の経過にともない低下する。そこで、センサー感度が経時変化しても精度良く被検体における反射光の特性を検出することができる情報取得装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
本適用例にかかる情報取得装置であって、被検体で反射した第２反射光を入力して前記第２反射光の光強度に対応する信号を出力する受光部と、前記第２反射光の光強度を比較するための第１反射光を前記受光部に出力する反射率の安定した校正部と、前記受光部に入力する光を前記第２反射光と前記第１反射光とで切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、情報取得装置は受光部、校正部及び切替部を備えている。切替部は受光部が入力する光を切り替える。そして、切替部は、被検体で反射した第２反射光と校正部で反射した第１反射光とのうち一方の反射光を受光部に入力する。第２反射光を受光部に入力するとき、受光部は被検体で反射した第２反射光の光強度に対応する信号を出力する。被検体は光を反射するときに被検体の成分に応じて特定の波長の光を吸収する。従って、受光部が出力する第２反射光の光強度を分析することにより被検体の情報を取得することができる。
【０００８】
第１反射光を受光部に入力するとき、受光部は校正部における反射光の光強度に対応する信号を出力する。校正部及び被検体を照射する光は経時変化し、受光部が反射光を信号に変換する変換率も経時変化する。一方、校正部は反射率が安定している。校正部における反射光を検出した光強度の変化量は校正部及び被検体を照射する光の変化及び受光部が反射光を信号に変換する変換率の変化の影響と相関を有している。従って、校正部における反射光を検出した光強度の変化量と被検体における反射光を検出した光強度とを用いることにより、精度良く被検体における反射光の特性を検出することができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例にかかる情報取得装置において、前記受光部が前記第２反射光を入力するとき、前記第２反射光の光路を遮らない収納場所に前記切替部が前記校正部を移動することを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、受光部が第２反射光を入力するとき、切替部は校正部を収納場所に移動する。収納場所は第２反射光の光路を遮らない場所になっている。従って、第２反射光が校正部に遮られずに受光部に入力することができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例にかかる情報取得装置において、前記受光部が前記第１反射光を入力するとき、前記第２反射光の光路を遮る遮蔽場所に前記切替部が前記校正部を移動することを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、受光部が第１反射光を入力するとき、切替部は校正部を遮蔽場所に移動する。遮蔽場所は第２反射光の光路を遮る場所になっている。従って、第２反射光を遮って第１反射光を受光部に入力することができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例にかかる情報取得装置において、前記第１反射光の光強度の情報を用いて前記第２反射光の光強度の情報を校正する校正演算部を備えることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、校正演算部が第１反射光の光強度の情報を用いて第２反射光の光強度の情報を校正する。第１反射光は校正部が受光部に出力した反射光である。第２反射光は被検体で反射した反射光である。従って、校正演算部は反射光において校正部に対する被検体の差を明確にすることができる。従って、校正部及び被検体を照射する光源や受光部の経時変化の影響を抑制して第２反射光を分析することができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例にかかる情報取得装置において、前記受光部は、前記校正部または前記被検体を照射する光を射出する発光素子と、前記第１反射光または前記第２反射光が入力される受光素子と、を備え、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とは同じ向きを向くことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、受光部は発光素子及び受光素子を備えている。発光素子の光軸と受光素子の光軸とは同じ向きを向いている。発光素子は光を所定の指向特性で射出する。この光の指向特性の中で最も光量の高い方向を発光素子の光軸とする。受光素子は光の感度が所定の指向特性になっている。この感度の指向特性の中で最も感度の高い方向を受光素子の光軸とする。そして、受光部では光の発光量が高い方向と光の受光する感度が最も高い方向とが同じ向きになっている。
【００１７】
従って、発光素子の光軸及び受光素子の光軸の方向に校正部を設置するとき受光部は感度良く第１反射光を受光することができる。同様に、発光素子の光軸及び受光素子の光軸の方向に被検体を設置するとき受光部は感度良く第２反射光を受光することができる。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例にかかる情報取得装置において、前記校正部はポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、校正部はポリテトラフルオロエチレンを含んでいる。ポリテトラフルオロエチレンは近赤外光を吸収せずに反射する。従って、校正に利用する第１反射光を効率良く得ることができる。
【００２０】
［適用例７］
上記適用例にかかる情報取得装置において、前記切替部が前記第１反射光と前記第２反射光とのどちらを前記受光部に入力するかを制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、制御部が切替部を制御する。そして、切替部は制御部の制御に従って、第１反射光と第２反射光とのどちらを受光部に入力するかを切り替える。作業手順に従って制御部が第１反射光の入力と第２反射光の入力とを切り替える為、被験者の操作を低減することができる。
【００２２】
［適用例８］
本適用例にかかる情報取得方法であって、被検体に情報取得装置を設置し、前記情報取得装置に内蔵された校正部に光を照射して反射した第１反射光の光強度を検出し、前記被検体に光を照射して反射した第２反射光の光強度を検出し、前記第１反射光の光強度と前記第２反射光の光強度とを用いて前記被検体の情報を取得し、前記被検体に前記情報取得装置を設置した状態で前記第１反射光の光強度を検出することと、前記第２反射光の光強度を検出することと、前記被検体の情報を取得することとを繰り返すことを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、被検体に情報取得装置が設置される。そして、校正部に光を照射して反射した第１反射光の光強度が検出される。次に、被検体に光を照射して反射した第２反射光の光強度が検出される。続いて、第１反射光の光強度と第２反射光の光強度とを用いて被検体の情報が取得される。
【００２４】
被検体に情報取得装置が設置された状態で第１反射光の光強度の検出と、第２反射光の光強度の検出と、被検体の情報の取得が繰り返される。従って、被検体が移動しているときにも変化する被検体の情報を収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、成分測定装置の設置例を説明するための模式図、（ｂ）及び（ｃ）は成分測定装置の構造を示す模式平面図。
【図２】成分測定装置の構造を示す分解斜視図。
【図３】（ａ）は、センサーモジュールの構造を示す模式平面図、（ｂ）は、センサーモジュールの構造を示す模式側断面図、（ｃ）は、センサーモジュールの動作を説明するための部分模式側断面図。
【図４】（ａ）は校正ユニットの構造を示す模式平面図、（ｂ）は校正ユニットの構造を示す模式側断面図、（ｃ）及び（ｄ）は校正ユニットの動作を説明するための模式図。
【図５】成分測定装置の電気制御ブロック図。
【図６】（ａ）は、情報取得方法のフローチャート、（ｂ）は、ステップＳ２の校正板測定工程を詳細に示すフローチャート。
【図７】ステップＳ３の被検体測定工程を詳細に示すフローチャート。
【図８】生体情報取得方法を説明するための模式図。
【図９】生体情報取得方法を説明するための模式図。
【図１０】生体情報取得方法を説明するための模式図。
【図１１】生体情報取得方法を説明するための模式図。
【図１２】第２の実施形態にかかわり、（ａ）はセンサー駆動回路の要部ブロック図、（ｂ）はステップＳ２の校正板測定工程を詳細に示すフローチャート。
【図１３】ステップＳ３の被検体測定工程を詳細に示すフローチャート。
【図１４】第３の実施形態にかかわり、（ａ）はセンサー駆動回路の要部ブロック図、（ｂ）はステップＳ２の校正板測定工程を詳細に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２７】
（第１の実施形態）
本実施形態では、成分測定装置と、この成分測定装置を用いて血液の成分を分析する、成分情報取得方法との特徴的な例について、図に従って説明する。
【００２８】
第１の実施形態にかかわる成分測定装置について図１〜図５に従って説明する。図１（ａ）は、成分測定装置の設置例を説明するための模式図である。図１（ａ）に示すように、情報取得装置としての成分測定装置１は被験者２の手首に設置される。成分測定装置１は、非侵襲式で被験者２の血液成分を測定する医療用の測定装置であり、医療機器である。成分測定装置１は手首の血管を流れる血液中の成分を測定する。本実施形態では例えば、血液成分としてグルコース濃度を測定する。グルコース濃度を測定することにより血糖値を測定することができる。
【００２９】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）は成分測定装置の構造を示す模式平面図である。図１（ｂ）は成分測定装置１の表面を示し、図１（ｃ）は成分測定装置１の裏面を示す。図１（ｂ）に示すように、成分測定装置１は腕時計と類似した形状になっている。成分測定装置１は本体ケース３を備えている。本体ケース３の図中左右には固定バンド４が設置され、固定バンド４は被験者２の手首や腕等の被測定部に成分測定装置１を固定する。固定バンド４にはマジックテープ（登録商標）が用いられている。成分測定装置１において固定バンド４が延在する方向をＹ方向とし、被験者２の腕が延在する方向をＸ方向とする。成分測定装置１が被験者２を向く方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに直交する。
【００３０】
本体ケース３の表面３ａは被験者２に装着したときに外向きになる面である。本体ケース３の表面３ａには、操作スイッチ５、タッチパネル６及びスピーカー７が設置されている。操作スイッチ５やタッチパネル６を用いて被験者２が測定開始指示の入力を行う。そして、測定結果のデータがタッチパネル６に表示される。スピーカー７からは成分測定装置１から被験者２に注意を喚起する警告音が発せられる。
【００３１】
本体ケース３の側面には、外部装置と通信するための通信装置８が設置されている。通信装置８は有線ケーブルを介して通信する装置や無線通信を行うための無線通信モジュールを設置することができる。他にも、図示しない充電式電池を充填するためのコネクター９が設置されている。他にも、メモリーカード１０を設置するためのリーダーライター１１が設置されている。メモリーカード１０は、フラッシュメモリーや強誘導体メモリー、磁気抵抗メモリー等のデータ書き換えが可能な不揮発性メモリーである。
【００３２】
図１（ｃ）に示すように、本体ケース３の裏面３ｂ側には受光部としてのセンサーモジュール１２が設置されている。センサーモジュール１２は被験者２の皮膚に接近させて用いられる。センサーモジュール１２は被験者２の皮膚に測定光を照射し、反射光を受光するデバイスである。センサーモジュール１２は光源とフォトセンサーアレイを内蔵する薄型のイメージセンサーである。
【００３３】
図２は成分測定装置の構造を示す分解斜視図である。図２に示すように、成分測定装置１はＺ方向側から裏蓋１３、切替部としての校正ユニット１４、センサーモジュール１２、回路ユニット１５、スペーサー１６、タッチパネル６、表ケース１７の順に重ねて構成されている。裏蓋１３及び表ケース１７により本体ケース３が構成されている。
【００３４】
裏蓋１３は板状の部材からなり、被験者２と接触する部材である。裏蓋１３はＸ方向側に四角形の窓部１３ａが設置され、窓部１３ａはセンサーモジュール１２と対向する場所に位置している。Ｚ方向から見たとき、窓部１３ａを通してセンサーモジュール１２が見えるようになっている。窓部１３ａにはガラス等の光透過性の板を配置してもよい。窓部１３ａを通して本体ケース３の内部に塵が入ることを防止することができる。また、センサーモジュール１２が汚れることを防止することができる。
【００３５】
裏蓋１３の−Ｘ方向側には振動装置１８が設置されている。振動装置１８は裏蓋１３を振動させることができる。そして、成分測定装置１は裏蓋１３を振動させて、被験者２に注意を喚起させる機能を備えている。振動装置１８は裏蓋１３を振動できれば良く振動装置１８を構成する部材は特に限定されない。本実施形態では、例えば、振動装置１８に圧電素子を用いている。
【００３６】
校正ユニット１４には校正部としての校正板２１が設置され、校正板２１はＸ方向に移動可能になっている。校正板２１は反射率が長期間安定しておりセンサーモジュール１２の経時変化を検出するときに用いる板である。センサーモジュール１２は発光素子、受光素子、分光素子が格子状に設置され被験者２に光を照射し特定の波長の反射光の光強度を検出するセンサーである。
【００３７】
回路ユニット１５は回路基板２２を備えている。回路基板２２には振動装置１８、校正ユニット１４、センサーモジュール１２及びタッチパネル６を駆動し制御する電気回路２３が設置されている。電気回路２３は複数の半導体チップにより構成されている。他にも、回路基板２２には操作スイッチ５、スピーカー７、通信装置８、コネクター９、リーダーライター１１、充電式蓄電池２４が設置されている。充電式蓄電池２４はコネクター９と電気的に接続され、コネクター９を介して充電することができる。
【００３８】
スペーサー１６は回路ユニット１５とタッチパネル６との間に設置される構造体である。回路ユニット１５の−Ｚ方向側の面には複数の素子が設置されているので凹凸ができている。スペーサー１６は回路基板２２に被せて設置され、タッチパネル６側の面を平坦にする機能を備えている。スペーサー１６には複数の孔１６ａが設置され、操作スイッチ５及びスピーカー７が孔１６ａを貫通する。
【００３９】
タッチパネル６は表示部２５上に操作入力部２６が設置された構造になっている。表示部２５は電子データを画像にして表示可能であれば良く特に限定されず、液晶表示装置やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ）表示装置を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示部２５にＯＬＥＤを用いている。
【００４０】
操作入力部２６は透明板の表面に透明電極を格子状に配置した入力装置である。操作者が透明電極に触れるとき電流が交差する電極間に流れるので操作者が触れた場所を検出することが可能になっている。透明板は光透過性のある板であれば良く樹脂シートやガラス板を用いることができる。透明電極は光透過性があり導電性の有る膜であれば良く、例えば、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｇａｌｌｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｃｅｒｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。表示部２５には測定の状況や測定結果等が表示される。操作スイッチ５は操作入力部２６と同様に成分測定装置１を操作するスイッチである。操作者は操作入力部２６及び操作スイッチ５を操作して血糖値の測定開始指示や測定条件等の各種指示入力を行う。
【００４１】
表ケース１７には複数の孔１７ａが設置され、孔１７ａから操作入力部２６、操作スイッチ５、スピーカー７、通信装置８、コネクター９及びリーダーライター１１が露出する。そして、裏蓋１３と表ケース１７とで校正ユニット１４〜タッチパネル６を挟んで収納する。
【００４２】
図３（ａ）は、センサーモジュールの構造を示す模式平面図であり、センサーモジュール１２を裏面３ｂ側から見た図である。図３（ｂ）は、センサーモジュールの構造を示す模式側断面図である。図３（ｃ）は、センサーモジュールの動作を説明するための部分模式側断面図である。図３（ａ）に示すように、センサーモジュール１２には発光素子２７が格子状に二次元配列されている。そして、隣り合う発光素子２７の間には分光素子２８が設置されている。
【００４３】
発光素子２７及び分光素子２８が配列する方向をＸ方向及びＹ方向とする。発光素子２７及び分光素子２８におけるＸ方向及びＹ方向の配置間隔は同一になっている。そして、発光素子２７と分光素子２８とはＸ方向及びＹ方向の位置が互いに所定の長さだけずらして配置されている。これにより、裏面３ｂ側から見て分光素子２８は発光素子２７と重なっていない部分が広い配置になっている。そして、被験者２側から進行する光が分光素子２８に到達する構造になっている。
【００４４】
発光素子２７は画像用発光素子２７ａ及び測定用発光素子２７ｂにより構成されている。図中１行目、３行目、５行目、７行目、９行目は測定用発光素子２７ｂにより構成されている。図中２行目、４行目、６行目、８行目では画像用発光素子２７ａと測定用発光素子２７ｂとが交互に配置されている。１つの分光素子２８に対して４つの発光素子２７が設置されている。その４つの発光素子２７の構成は１つが画像用発光素子２７ａであり３つが測定用発光素子２７ｂになっている。
【００４５】
血管の位置を検出するために撮影するときに画像用発光素子２７ａから被験者２に光を照射する。画像用発光素子２７ａが照射する光の波長は８００ｎｍを中心にして７００ｎｍ〜９００ｎｍになっている。血液中のヘモグロビンは波長が８００ｎｍの光をよく吸収する。従って、被験者２に画像用発光素子２７ａから光を照射して撮影するとき血管の配置を撮影することができる。
【００４６】
血液中のグルコース濃度を検出するために撮影するときに測定用発光素子２７ｂから被験者２に光を照射する。測定用発光素子２７ｂが照射する光の波長は１４５０ｎｍを中心にして９００ｎｍ〜２０００ｎｍになっている。血液中のグルコースは波長が１２００ｎｍ、１６００ｎｍ、２０００ｎｍの光をよく吸収する。従って、被験者２に測定用発光素子２７ｂから光を照射して血液中のグルコース濃度を検出することができる。尚、グルコースはブドウ糖とも称される。
【００４７】
図を見やすくするために発光素子２７は９行９列の配列になっている。発光素子２７及び分光素子２８の配列の行数及び列数は特に限定されず、適宜設定可能である。例えば、配置間隔は、１〜１５００［μｍ］にすると好適であり、製造コストと測定精度との兼ね合いから、例えば１００〜１５００［μｍ］程度とするのが好ましい。また、発光素子２７と分光素子２８とが積層された構成に限らず、発光素子２７と分光素子２８とが平面に並置されていても良い。本実施形態では例えば２５０行×２５０列の発光素子２７が設置されている。発光素子２７間の間隔も特に限定されないが、本実施形態では例えば発光素子２７間の間隔は０．１ｍｍになっている。従って、センサーモジュール１２は撮像素子としても機能するようになっている。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、発光素子２７の配列が光源としての発光層２９を構成している。発光素子２７は測定光を照射する照射部である。発光素子２７は皮下組織に対して透過性を有する近赤外線を発光できれば良く特に限定されない。発光素子２７には、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等を用いることができる。
【００４９】
発光層２９と重ねて遮光層３０が設置されている。発光層２９が被験者２に向けて射出した光としての測定光３１は被験者２の皮下組織にて反射し反射光３２となる。遮光層３０は分光素子２８へ向かう光を通過させて、それ以外の光を選択的に遮蔽する。遮光層３０に重ねて分光層３３が設置されている。分光層３３では分光素子２８が格子状に配列されている。分光素子２８は所定の波長の近赤外線を選択的に透過させる素子であり、エタロンと称される。分光素子２８は指示信号を入力し、指示信号が指示する波長の反射光３２を通過させる素子である。分光素子２８には一対の鏡が対向して配置され、鏡間距離を調整する静電アクチュエーターが設置されている。そして、静電アクチュエーターが鏡間距離を調整することにより所定の波長の反射光３２を通過させることが可能になっている。
【００５０】
グルコースのピーク波長は１２００ｎｍ、１６００ｎｍ、２０００ｎｍである。この３波長の透過率を検出することにより血中糖度を測定することができる。分光素子２８が通過する反射光３２の波長は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、グルコースを検出するときは分光素子２８が１６００ｎｍを中心にして１５００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長の光を通過させている。
【００５１】
分光層３３と重ねて受光層３４が設置されている。受光層３４では受光素子３５が平面状に二次元配列されている。受光素子３５の配列は分光素子２８の配列と同じ配列になっている。そして、反射光３２の進行方向から見たとき各受光素子３５は分光素子２８と重なるように配置されている。
【００５２】
受光素子３５は反射光３２を受光して受光量に応じた電気信号を出力する受光部である。受光素子３５は光の強度を電気信号に変換できる素子であれば良く、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）等の撮像素子を用いることができる。また、１つの受光素子３５は検量に必要な各波長成分を受光する複数の素子を含む構成になっていても良い。そして、このセンサーモジュール１２は発光層２９の側の面が正面側であり、正面側が被験者２の皮膚面に向かうように、本体ケース３の裏面３ｂに設置されている。
【００５３】
発光素子２７の光軸と受光素子３５の光軸とは同じ向きを向いている。発光素子２７は測定光３１を所定の指向特性で射出する。この測定光３１の指向特性の中で最も光量の高い方向を発光素子の光軸とする。受光素子３５は反射光３２を検出する感度が所定の指向特性になっている。この感度の指向特性の中で最も感度の高い方向を受光素子３５の光軸とする。そして、センサーモジュール１２では光の発光量が高い方向と光の受光する感度が最も高い方向とが同じ向きになっている。
【００５４】
従って、発光素子２７の光軸及び受光素子３５の光軸の方向に校正板２１を設置するときセンサーモジュール１２は感度良く第１反射光３２ａを受光することができる。同様に、発光素子２７の光軸及び受光素子３５の光軸の方向に被検体としての被測定部２ａを設置するときセンサーモジュール１２は感度良く第２反射光３２ｂを受光することができる。
【００５５】
図３（ｃ）に示すように、血管３６の配置を撮影するときにはセンサーモジュール１２の総ての画像用発光素子２７ａを一斉に発光させる。センサーモジュール１２と対向する場所を被測定部２ａと称す。そして、被験者２の被測定部２ａの全域に測定光３１を照射する。そして、総ての受光素子３５にて反射光３２を受光し、生体画像を取得する。血液成分を測定するときには特定の測定用発光素子２７ｂを発光させて、特定の受光素子３５が反射光３２を受光する。
【００５６】
図４（ａ）は校正ユニットの構造を示す模式平面図である。図４（ｂ）は校正ユニットの構造を示す模式側断面図であり、図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う面側から見た断面図である。図４（ｃ）及び図４（ｄ）は校正ユニットの動作を説明するための模式図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように校正ユニット１４は四角形の枠体３７を備えている。枠体３７は−Ｙ方向側に位置する第１案内部材３７ａと＋Ｙ方向側に位置する第２案内部材３７ｂを備えている。第１案内部材３７ａ及び第２案内部材３７ｂは平行に配置されＸ方向に延在する。第１案内部材３７ａ及び第２案内部材３７ｂは第１支持部材３７ｃ及び第２支持部材３７ｄにより連結されている。
【００５７】
枠体３７の枠内には校正板２１が設置されている。第１案内部材３７ａにはＸ方向に延在する第１案内溝３８が設置されている。同様に、第２案内部材３７ｂにもＸ方向に延在する第２案内溝４１が設置されている。校正板２１は−Ｙ方向側の面に第１凸部２１ａが設置され、＋Ｙ方向側の面に第２凸部２１ｂが設置されている。第１凸部２１ａは第１案内溝３８に挿入され、第１凸部２１ａは第１案内溝３８に沿ってＸ方向に摺動する。第２凸部２１ｂは第２案内溝４１に挿入され、第２凸部２１ｂは第２案内溝４１に沿ってＸ方向に摺動する。そして、これにより、校正板２１はＸ方向に移動可能になっている。
【００５８】
第１案内部材３７ａの−Ｘ方向側にはモーター４２が設置され、モーター４２の回転軸にはねじ棒４３が設置されている。第１凸部２１ａの−Ｙ方向側の端にはナット４４が設置され、ナット４４はねじ棒４３に螺入されている。これにより、モーター４２がねじ棒４３を回転させるとき、ねじ棒４３の回転にともなってナット４４がＸ方向に移動する。ナット４４は校正板２１に固定されているので、モーター４２を駆動することにより校正板２１をＸ方向に往復移動させることができる。
【００５９】
図４（ｃ）に示すように、枠体３７の−Ｚ方向側にはセンサーモジュール１２が位置している。そして、センサーモジュール１２は＋Ｘ方向側に位置している。枠体３７の内部において＋Ｘ方向側を遮蔽場所４５とし、−Ｘ方向側を収納場所４６とする。校正板２１が遮蔽場所４５に位置するとき、被験者２を反射した反射光３２を第２反射光３２ｂとする。校正ユニット１４が校正板２１を遮蔽場所４５に移動するとき、第２反射光３２ｂの光路は校正板２１に遮蔽される。これにより、第２反射光３２ｂはセンサーモジュール１２には到達しない。センサーモジュール１２が校正板２１に測定光３１を照射するとき校正板２１を反射した反射光３２を第１反射光３２ａとする。センサーモジュール１２には第１反射光３２ａが入力される。
【００６０】
校正板２１の材質は赤外光を長期間安定して反射すれば良く特に限定されない。ポリテトラフルオロエチレンや金属を用いることができる。ポリテトラフルオロエチレンはテフロン（登録商標）とも称される。本実施形態では、例えば、校正板２１の材質にポリテトラフルオロエチレンの粒子を押し固めて焼結した板を用いている。この板は１５００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長領域で約９８％以上の高い反射率を有している。
【００６１】
図４（ｄ）に示すように、モーター４２を駆動して校正ユニット１４が校正板２１を収納場所４６に移動させる。このとき、遮蔽場所４５は空間になるので、測定光３１及び反射光３２は校正ユニット１４を通過する。センサーモジュール１２は被測定部２ａに測定光３１を照射して、被測定部２ａにて反射した第２反射光３２ｂを入力する。これにより、センサーモジュール１２は被測定部２ａの撮影及び第２反射光３２ｂの検出をすることができる。
【００６２】
図５は成分測定装置の電気制御ブロック図である。図５において、成分測定装置１は成分測定装置１の動作を制御する制御装置４７を備えている。そして、制御装置４７はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ４８（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、各種情報を記憶するメモリー４９とを備えている。センサー駆動回路５０、モーター駆動回路５１、操作入力部２６、表示部２５、操作スイッチ５、スピーカー７、振動装置１８、通信装置８及びリーダーライター１１は入出力インターフェイス５２及びデータバス５３を介してＣＰＵ４８に接続されている。
【００６３】
センサー駆動回路５０はセンサーモジュール１２を駆動する回路である。センサー駆動回路５０はセンサーモジュール１２を構成する発光素子２７、分光素子２８及び受光素子３５を駆動する。センサーモジュール１２には発光素子２７、分光素子２８及び受光素子３５が平面状に二次元配列されている。センサー駆動回路５０はＣＰＵ４８の指示信号に従って発光素子２７を点灯及び消灯する。そして、センサー駆動回路５０はＣＰＵ４８の指示信号に従って分光素子２８を通過させる反射光３２の波長を設定する。さらに、センサー駆動回路５０は受光素子３５が受光した光の光強度の信号を増幅しデジタル信号に変換してＣＰＵ４８に送信する。
【００６４】
モーター駆動回路５１はモーター４２を駆動する回路である。モーター駆動回路５１はＣＰＵ４８の指示によりモーター４２を所定の回転数だけ回転させる。そして、モーター駆動回路５１は校正板２１を遮蔽場所４５と収納場所４６との間で移動させる回路である。
【００６５】
表示部２５はＣＰＵ４８の指示により所定の情報を表示する。表示内容に基づき操作者が操作入力部２６を操作して指示内容を入力する。そして、この指示内容はＣＰＵ４８に伝達される。
【００６６】
スピーカー７は音声の出力装置であり、ＣＰＵ４８からの指示により各種の音声出力を行う。スピーカー７によって、血糖値測定開始や測定終了、エラー発生等の報知音が出力される。通信装置８は、無線通信回路、有線通信回路や通信制御回路等の回路により構成された装置である。通信装置８は外部の装置との通信を行う。
【００６７】
振動装置１８は裏蓋１３を振動させる装置である。裏蓋１３は被験者２に接触しているので、成分測定装置１は裏蓋１３を振動させることにより被験者２に注意を喚起させることができる。成分測定装置１の使用環境によりスピーカー７から音を出せないときには振動装置１８を用いて被験者２に注意を喚起させることができる。
【００６８】
メモリー４９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、成分測定装置１の動作の制御手順が記述されたシステムプログラム５４を記憶する記憶領域や、血液成分を推定する演算手順が記述された血液成分測定プログラム５５を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、発光素子２７の位置を示すデータである発光素子リスト５６を記憶するための記憶領域が設定される。
【００６９】
他にも、受光素子３５の位置を示すデータである受光素子リスト５７を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、メモリー４９には発光素子２７を全点灯して血管３６の配置を撮影した生体画像データ５８を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、メモリー４９には校正ユニット１４を用いて光強度を校正するときに用いられる校正関連データ６１を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、メモリー４９には生体画像データ５８から演算した血管３６の位置を示す血管位置データ６２を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、メモリー４９には測定する血管３６の位置を示すデータである測定位置データ６３を記憶するための記憶領域が設定される。
【００７０】
他にも、メモリー４９には測定した血液の光透過率のデータである吸光スペクトルデータ６４を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、メモリー４９には測定した血液成分の血中濃度を示す血液成分値データ６５を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ４８のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００７１】
ＣＰＵ４８は、メモリー４９内に記憶されたシステムプログラム５４及び血液成分測定プログラム５５に従って、血液中のグルコース濃度を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてＣＰＵ４８は発光制御部６６を有する。発光制御部６６は複数の発光素子２７を選択的に発光させる制御と消灯させる制御を行う。他にも、ＣＰＵ４８は受光制御部６７を有する。受光制御部６７は、複数の受光素子３５が受光した光量のデジタルデータを取得する制御を行う。他にも、ＣＰＵ４８はフィルター制御部６８を有する。フィルター制御部６８は、センサー駆動回路５０に分光素子２８が通過する波長を切り換えさせる制御を行う。他にも、ＣＰＵ４８は制御部としての校正板制御部６９を有する。校正板制御部６９は、モーター駆動回路５１にモーター４２を駆動させて校正板２１の位置を切り換えさせる制御を行う。これにより、被験者２が操作しなくても状況に応じてセンサーモジュール１２への第１反射光３２ａの入力と第２反射光３２ｂの入力とを切り替えることができる。
【００７２】
他にも、ＣＰＵ４８は、生体画像取得部７０を有する。生体画像取得部７０は、センサーモジュール１２の直下の身体部位の生体画像の取得を行う。生体画像の取得は、公知の静脈認証技術等における生体画像の撮影技術を適宜利用することで実現する。すなわち、センサーモジュール１２の画像用発光素子２７ａを一斉発光させ、総ての受光素子３５による撮影を行う。そして、撮影した画像である生体画像を生成する。生体画像取得部７０によって取得された生体画像は生体画像データ５８としてメモリー４９に記憶される。
【００７３】
他にも、ＣＰＵ４８は測定位置演算部７１を有する。測定位置演算部７１は生体画像に所定の画像処理を行って血管位置のデータを取得する。具体的には公知の技術を用いて生体画像から静脈パターンを識別する。例えば、生体画像の画素毎に基準輝度と比較して２値化やフィルター処理を施す。処理後の生体画像において基準輝度未満の画素が血管を示し、基準輝度以上の画素が非血管領域を示す。測定位置演算部７１によって取得された血管位置のデータは血管位置データ６２としてメモリー４９に記憶される。
【００７４】
測定位置演算部７１は、所定の選択条件を満たす場所の血管３６を測定対象として選択する。ここで、測定対象とする場所の血管３６は、１つであっても良いし、複数選択しても良い。測定対象として選択された場所の血管３６のデータは、測定位置データ６３としてメモリー４９に記憶される。
【００７５】
測定位置演算部７１は、測定場所の血管３６それぞれにおいて駆動する測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選択する。具体的には、測定する場所の血管３６の中心線と直交する直線上に位置する発光素子２７及び受光素子３５を選択する。このとき、測定する場所と発光素子２７との距離及び測定する場所と受光素子３５との距離が最適距離と近い値となるように測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選択する。選択された測定用発光素子２７ｂは発光素子リスト５６としてメモリー４９に記憶される。そして、選択された受光素子３５は受光素子リスト５７としてメモリー４９に記憶される。
【００７６】
他にも、ＣＰＵ４８は測定制御部７２を有する。測定制御部７２はセンサー駆動回路５０に測定用発光素子２７ｂを点灯させる。そして、センサー駆動回路５０に受光素子３５を駆動させて反射光３２の光強度を検出する。この光強度は血管３６を通過した光の光強度である。他にも、ＣＰＵ４８は校正演算部７３を有する。校正演算部７３は校正板２１に測定光３１を照射して受光素子３５に反射光３２を入力させる。そして、センサーモジュール１２の検出感度を測定し校正係数を演算する。さらに、校正係数を用いて測定制御部７２が測定した光強度を校正する。
【００７７】
他にも、ＣＰＵ４８は吸光スペクトル算出部７４を有する。吸光スペクトル算出部７４は、測定した血管３６の吸光スペクトルを生成する。具体的には、受光素子３５が受光した光の光強度をもとに、血管３６の透過率Ｔを算出し、吸光スペクトルを生成する。算出した吸光スペクトルは吸光スペクトルデータ６４としてメモリー４９に記憶される。測定する波長λの数は複数でなくても良く、１つだけでも良い。波長λは測定する血液成分により変更する。
【００７８】
他にも、ＣＰＵ４８は成分値算出部７５を有する。成分値算出部７５は吸光スペクトルに基づいてグルコース濃度を算出する。吸光スペクトルの算出方法には重回帰分析法、主成分回帰分析法、ＰＬＳ回帰分析法、独立成分分析方等の分析法を用いることができる。計測する場所の血管３６が複数の場合には、各血管３６にかかる吸光スペクトルを平均した吸光スペクトルからグルコース濃度を算出する。算出した値は、血液成分値データ６５としてメモリー４９に記憶される。
【００７９】
尚、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ４８を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵ４８を用いない単独の電子回路（ハードウェア）によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００８０】
次に上述した成分測定装置１を用いた情報取得方法について図６〜図１１にて説明する。図６（ａ）は、情報取得方法のフローチャートである。
【００８１】
図６（ａ）のフローチャートにおいて、ステップＳ１は装置設置工程に相当し、操作者が成分測定装置１を被験者２に設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は校正板測定工程に相当する。校正板２１に測定光３１を照射し、受光素子３５が反射光３２を検出する。そして、校正演算部７３が校正係数を算出する工程である。ステップＳ３は被検体測定工程である。この工程は、被測定部２ａに測定光３１を照射し、受光素子３５が反射光３２を検出する。そして、血中グルコースを測定する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は警告判断工程であり、被験者２を警告するか警告しないかを判断する工程である。警告するとき、ステップＳ５に移行する。警告しないときにはステップＳ６に移行する。
【００８２】
ステップＳ５は警告工程である。この工程は、被験者２に異常事態が発生したことを警告する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は終了判断工程であり、測定を継続するか終了するかを判断する工程である。測定を継続するとき、ステップＳ２に移行する。測定を終了する判断をするときにはステップＳ７に移行する。ステップＳ７は装置除去工程である。この工程は、被験者２から成分測定装置１を除去する工程である。以上により情報を取得する工程を終了する。
【００８３】
図６（ｂ）は、ステップＳ２の校正板測定工程を詳細に示すフローチャートである。図６（ｂ）のフローチャートにおいて、ステップＳ１１は校正板設置工程に相当する。この工程は遮蔽場所４５に校正板２１を移動する工程である。次にステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２は校正データ取得工程である。この工程は、校正板２１に測定光３１を照射して第１反射光３２ａを検出する工程である。次にステップＳ１３に移行する。
【００８４】
ステップＳ１３は校正係数演算工程である。この工程は、第１反射光３２ａの光強度を用いてステップＳ３の被検体測定工程に用いる校正係数を演算する工程である。次にステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４は校正板収納工程である。この工程は、校正板２１を収納場所４６に移動する工程である。以上の工程によりステップＳ２の校正板測定工程を終了する。
【００８５】
図７は、ステップＳ３の被検体測定工程を詳細に示すフローチャートである。図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２１は画像取得工程に相当する。この工程は生体画像取得部７０が総ての画像用発光素子２７ａを一斉に発光させて、受光層３４の受光素子３５が血管３６の画像を撮影する工程である。次にステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２は血管位置取得工程である。この工程は、測定位置演算部７１が撮影した画像を用いて血管３６の位置を取得する工程である。次にステップＳ２３に移行する。
【００８６】
ステップＳ２３は測定対象選択工程である。この工程は、測定位置演算部７１が血管３６のうち測定に適した場所を選択する工程である。さらに、測定位置演算部７１は参照用に測定する場所を選択する。次にステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４は受発光素子選定工程である。この工程は、測定位置演算部７１が測定時に駆動する測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選択する工程である。さらに、測定位置演算部７１が参照用のデータを取得するために駆動する測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選択する。次にステップＳ２５に移行する。
【００８７】
ステップＳ２５は測定工程である。この工程は、測定用発光素子２７ｂから被測定部２ａに測定光３１を照射し、受光素子３５が受光する第２反射光３２ｂの光強度を測定する工程である。次にステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６は校正工程である。この工程は、校正演算部７３が測定した光強度に校正係数を積算する工程である。次にステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７は吸光スペクトル演算工程である。この工程は、測定結果のデータを用いて吸光スペクトル算出部７４が血液の透過率を演算する工程である。次にステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８は平均吸光スペクトル演算工程であり、複数の測定場所における血液の透過率を用いて透過率の平均値を演算する工程である。次にステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９は血中成分濃度演算工程である。この工程は、グルコース濃度を演算する工程である。以上の工程によりステップＳ３の被検体測定工程を終了する。
【００８８】
図８〜図１１は生体情報取得方法を説明するための模式図である。次に、図８〜図１１を用いて、図６及び図７に示したステップと対応させて、生体情報取得方法を詳細に説明する。図８（ａ）はステップＳ１の装置設置工程に対応する図である。図８（ａ）に示すように、ステップＳ１において、操作者が被験者２に成分測定装置１を設置する。裏面３ｂが被験者２に接触するように成分測定装置１を設置する。このとき、タッチパネル６が見えるように設置される。次に、操作者は操作スイッチ５を押して測定を開始する。
【００８９】
図８（ｂ）はステップＳ１１の校正板設置工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステップＳ１１において、校正板制御部６９がモーター駆動回路５１に校正板２１を収納場所４６から遮蔽場所４５に移動する指示信号を出力する。モーター駆動回路５１は指示信号を入力してモーター４２を駆動する。これにより、校正ユニット１４が校正板２１を収納場所４６から遮蔽場所４５に移動する。校正板２１はセンサーモジュール１２と対向する場所に位置し、第２反射光３２ｂの光路を遮る。これにより、センサーモジュール１２に第２反射光３２ｂ等の外光が入力されることが抑制される。
【００９０】
図８（ｃ）及び図８（ｄ）はステップＳ１２の校正データ取得工程に対応する図である。図８（ｃ）に示すように、ステップＳ１２において、測定用発光素子２７ｂを１つ点灯して校正板２１を照射する。測定用発光素子２７ｂから射出された測定光３１は校正板２１にて反射した第１反射光３２ａとなる。第１反射光３２ａはセンサーモジュール１２を照射する。そして、点灯した測定用発光素子２７ｂの近くの受光素子３５が第１反射光３２ａを受光し光強度を検出する。受光素子３５が光強度を検出したら測定用発光素子２７ｂを消灯し別の測定用発光素子２７ｂを点灯する。これにより、点灯した測定用発光素子２７ｂと受光素子３５との組み合わせにおける光検出感度のデータを取得することができる。
【００９１】
測定用発光素子２７ｂを切り替えて順次測定用発光素子２７ｂを点灯する。そして、点灯した測定用発光素子２７ｂの近くの受光素子３５が第１反射光３２ａを受光し光強度を検出する。これにより、総ての測定用発光素子２７ｂにおける光検出感度のデータを取得する。図８（ｄ）において、縦軸は、受光素子３５が検出した光強度を示す。横軸は素子番号を示している。素子番号は測定用発光素子２７ｂの番号と受光素子３５の番号の組合せになっている。
【００９２】
各測定用発光素子２７ｂ及び各受光素子３５には番号が設定されている。例えば、２番目の測定用発光素子２７ｂを点灯して５番目の受光素子３５が検出したデータの素子番号は（２，５）とする。感度データ線７６は各素子番号の組合せにおける光強度の例を示している。感度データ線７６が示すように測定用発光素子２７ｂと受光素子３５との組合せに対応した光強度が測定され校正関連データ６１としてメモリー４９に記憶される。尚、感度データ線７６は折れ線グラフの形式であるが、素子番号と光強度との組を表形式にして記憶しても良い。
【００９３】
次に、ステップＳ１３の校正係数演算工程において校正演算部７３が校正係数を演算する。まず、予め光強度の基準値を設定しておく。光強度の基準値は性能が既知になっている測定用発光素子２７ｂから測定光３１を発光し性能が既知になっている受光素子３５が受光する光強度にて設定するのが好ましい。
【００９４】
次に、校正演算部７３が基準値を各素子番号の光強度で除算して校正係数を算出する。基準値と検出した光強度とが同じ値のとき校正係数は１になる。基準値より検出した光強度が大きいとき校正係数は１より小さくなる。基準値より検出した光強度が小さいとき校正係数は１より大きくなる。
【００９５】
図９（ａ）はステップＳ１３の校正係数演算工程に対応する図である。図９（ａ）において、縦軸は、校正係数を示す。横軸は素子番号を示している。校正係数線７７は各素子番号の組合せにおける校正係数の例を示している。校正係数線７７が示すように測定用発光素子２７ｂと受光素子３５との組合せに対応した校正係数が演算され校正関連データ６１としてメモリー４９に記憶される。尚、校正係数線７７は折れ線グラフの形式であるが、素子番号と校正係数との組を表形式にして記憶しても良い。
【００９６】
図９（ｂ）はステップＳ１４の校正板収納工程に対応する図である。図９（ｂ）に示すように、ステップＳ１４において、校正板制御部６９がモーター駆動回路５１に校正板２１を遮蔽場所４５から収納場所４６に移動する指示信号を出力する。モーター駆動回路５１は指示信号を入力してモーター４２を駆動する。これにより、校正ユニット１４が校正板２１を遮蔽場所４５から収納場所４６に移動する。そして、センサーモジュール１２には被測定部２ａで反射した第２反射光３２ｂが入力可能になる。以上の工程によりステップＳ２の校正板測定工程を終了しステップＳ３の被検体測定工程の先頭工程であるステップＳ２１の画像取得工程に移行する。
【００９７】
ステップＳ２１において、被測定部２ａの撮影が行われる。生体画像取得部７０が発光制御部６６に画像用発光素子２７ａを点灯する指示信号を出力する。発光制御部６６はセンサー駆動回路５０に画像用発光素子２７ａを点灯する指示信号を出力する。センサー駆動回路５０は画像用発光素子２７ａを駆動して点灯させる。画像用発光素子２７ａが射出した測定光３１は被測定部２ａを照射する。
【００９８】
次に、生体画像取得部７０がフィルター制御部６８に分光素子２８が透過する光の波長を８００ｎｍにする指示信号を出力する。フィルター制御部６８はセンサー駆動回路５０に分光素子２８の波長特性を変更する指示信号を出力する。センサー駆動回路５０は分光素子２８を駆動して分光素子２８が透過する光の波長を８００ｎｍにする。これにより、血管３６が測定光３１を吸収するので血管３６を撮影し易くなる。
【００９９】
次に、生体画像取得部７０が受光制御部６７に撮像する指示信号を出力する。受光制御部６７はセンサー駆動回路５０に受光素子３５を駆動する指示信号を出力する。センサー駆動回路５０は受光素子３５を駆動して入力された光の光強度を受光データに変換して受光制御部６７に出力する。受光素子３５は格子状に配列されているので受光データは生体画像７８を形成する。受光制御部６７は生体画像７８を生体画像データ５８としてメモリー４９に記憶する。
【０１００】
図９（ｃ）はステップＳ２１の画像取得工程及びステップＳ２２の血管位置取得工程に対応する図である。図９（ｃ）に示す生体画像７８はセンサーモジュール１２が出力した被測定部２ａの生体画像７８である。生体画像７８は、センサーモジュール１２における受光素子３５の配列に対応する画素による二次元画像として得られる。血管３６は非血管部よりも近赤外線を吸収し易い。このため、生体画像７８において、血管３６の像である血管像７８ａは非血管部の像である非血管像７８ｂよりも輝度が低く暗くなる。このため、生体画像７８において輝度が低くなっている部分を抽出することで、血管パターンを抽出することができる。すなわち、生体画像７８を構成する画素毎に、その輝度が所定の閾値以下であるか否かによって該当する受光素子３５の直下に血管３６が存在するか否かを判定することができる。これにより、血管３６の位置を検出することができる。
【０１０１】
図９（ｄ）はステップＳ２３の測定対象選択工程に対応する図であり、生体画像７８に基づいて得られる血管位置情報を示す模式図である。血管位置の情報は生体画像７８を構成する画素毎に血管３６であるか非血管部８１であるかを示す情報となる。ステップＳ２３において測定位置演算部７１が血管３６の測定場所である測定部位８２を選択する。測定位置演算部７１は測定部位８２を、次の選択条件を満たすように選択する。選択条件とは、「血管の分岐部分や合流部分、画像の端部以外の部位であり、且つ、所定の長さ及び幅を有する」ことである。
【０１０２】
血管の分岐・合流部分３６ａでは反射光３２に、測定対象以外の血管３６を透過した光が混合する可能性がある。測定対象の血管３６以外の血管３６を透過した光は、測定対象の測定部位８２の吸光スペクトルに影響を及ぼし、測定精度が低下する可能性がある。このため、血管３６の分岐・合流部分３６ａを除いた部分から測定部位８２を選択する。
【０１０３】
また、生体画像７８における血管３６の端部３６ｂでは、画像の外側近傍の血管の分岐や合流といった構造が不明である。このため、上述と同様の理由による測定精度の低下の可能性を避けるために、生体画像７８の端部３６ｂを除いた血管３６から測定部位８２を選択する。
【０１０４】
図１０（ａ）はステップＳ２４の受発光素子選定工程に対応する図である。図１０（ａ）に示すように、ステップＳ２４において、測定位置演算部７１が測定時に駆動する測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選定する。このとき、測定用発光素子２７ｂと受光素子３５との間に測定部位８２が位置するように測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選定する。受光素子３５は測定部位８２を透過した光を検出する。
【０１０５】
さらに、測定位置演算部７１は参照用の測定に駆動する測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選定する。このとき、測定用発光素子２７ｂと受光素子３５との間に測定部位８２が位置しないように測定用発光素子２７ｂ及び受光素子３５を選定する。受光素子３５は測定部位８２を通過していない光を検出する。この測定を参照用測定と称す。本実施形態では測定用の発光素子２７と参照用の発光素子２７を同じ場所の素子に設定した。
【０１０６】
照射位置の測定用発光素子２７ｂを発光素子２７ｃとし、測定用受光位置の受光素子３５を測定用受光素子３５ａとする。発光素子２７ｃと測定用受光素子３５ａとの間の中央に測定部位８２が位置するように測定位置演算部７１が発光素子２７ｃ及び測定用受光素子３５ａの位置を設定する。さらに、発光素子２７ｃと測定用受光素子３５ａとの間の距離が所定の最適距離８３になるように測定位置演算部７１が発光素子２７ｃ及び測定用受光素子３５ａの位置を設定する。
【０１０７】
参照用測定における参照用受光位置の受光素子３５を参照用受光素子３５ｂとする。参照用測定における照射位置の発光素子２７は発光素子２７ｃと同じにする。発光素子２７ｃと参照用受光素子３５ｂとの間に血管３６が存在しないように参照用受光素子３５ｂの位置を設定する。さらに、発光素子２７ｃと参照用受光素子３５ｂとの間の距離が所定の最適距離８３になるように発光素子２７ｃ及び参照用受光素子３５ｂの位置を設定する。
【０１０８】
図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、ステップＳ２５の測定工程に対応する図である。当図は生体組織内における光の伝播を説明するための模式図であり、深さ方向に沿った断面図を示している。図１０（ｂ）に示すように、ステップＳ２５において発光素子２７ｃは所定の指向特性で測定光３１を射出する。被験者２において血管３６を囲む細胞組織を一般組織２ｄとする。一般組織２ｄは皮膚組織、脂肪素子、筋肉組織等であり、測定する血管３６の周囲に位置する細胞組織である。測定光３１の一部は一般組織２ｄを通って血管３６を通過する。測定光３１の一部は一般組織２ｄで散乱した後血管３６を通過する。そして、測定光３１の一部は血管３６を透過した後で反射光３２として測定用受光素子３５ａに入力する。測定光３１の一部は血管３６を透過せずに反射光３２として測定用受光素子３５ａ及び参照用受光素子３５ｂに入力する。
【０１０９】
図１０（ｃ）は、発光素子２７から射出された光のうち受光素子３５に入力する光を光線追跡法によりシミュレーションした図である。図１０（ｃ）に示すように、発光素子２７ｃから照射された測定光３１は生体組織内を拡散反射し、照射された光の一部が受光素子３５に到達する。光の伝播経路である光路は２つの弧で挟まれたバナナ形状の領域を通過する。光路は発光素子２７と受光素子３５との略中央付近で深さ方向の幅が最も広くなるとともに、深くなる。そして、発光素子２７と受光素子３５との間隔が長くなる程、光が到達する深さが深くなる。
【０１１０】
測定精度を高めるには、より多くの血管３６の透過光が受光素子３５で受光されることが望ましい。このことから、発光素子２７と受光素子３５との間のほぼ中央に測定対象となる測定部位８２が位置するのが望ましい。そして、測定部位８２の想定する深さに応じた最適距離８３が定められる。発光素子２７と受光素子３５との間の最適な間隔である最適距離８３は、血管３６の皮膚面からの深さの約２倍の距離である。例えば、深さを３ｍｍ程度とすると、最適距離８３は５〜６ｍｍ程度となる。
【０１１１】
発光素子２７ｃから射出される測定光３１の波長は血液中のグルコースの量に応じて吸光度が変化する波長になっている。測定用受光素子３５ａが検出する反射光３２の一部は血管３６を通過しているので、反射光３２の一部が血管３６内の血液に吸収されている。従って、測定用受光素子３５ａが出力するデータは血液の吸光度と非血管部８１の吸光度の情報を含んだデータになっている。一方、参照用受光素子３５ｂが検出する反射光３２は血管３６を通過していないので、反射光３２は血管３６内の血液に吸収されていない。従って、参照用受光素子３５ｂが出力するデータは非血管部８１の吸光度の情報を含んだデータになっている。
【０１１２】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はステップＳ２６の校正工程に対応する図である。図１１（ａ）において縦軸は測定値であり受光素子３５が検出した光強度の値である。縦軸は図中上側が下側より強い光強度になっている。横軸には測定用受光素子３５ａ及び参照用受光素子３５ｂが設置されている。測定用受光素子３５ａ及び参照用受光素子３５ｂが測定した測定値が棒グラフにして表示されている。測定用受光素子３５ａが検出した測定値を血液測定値８４ａとし、参照用受光素子３５ｂが検出した測定値を参照測定値８４ｂとする。
【０１１３】
ステップＳ２６において校正演算部７３が測定値に校正係数を積算する。校正係数はステップＳ２において校正演算部７３が算出した係数である。校正係数は発光素子２７と受光素子３５との各組合せに対応して設定されている。図１１（ｂ）において縦軸は校正後測定値であり受光素子３５が検出した光強度の値を校正した値である。縦軸は図中上側が下側より強い光強度になっている。横軸には測定用受光素子３５ａ及び参照用受光素子３５ｂが設置されている。校正後血液測定値８５ａ及び校正後参照測定値８５ｂが棒グラフにして表示されている。
【０１１４】
本ステップでは血液測定値８４ａに発光素子２７ｃと測定用受光素子３５ａとの組合せに対応する校正係数を積算して校正後血液測定値８５ａを算出する。さらに、参照測定値８４ｂに発光素子２７ｃと参照用受光素子３５ｂとの組合せに対応する校正係数を積算して校正後参照測定値８５ｂを算出する。
【０１１５】
発光素子２７及び受光素子３５は製造時における性能の分散がある。さらに、経時変化により性能が変化する。ステップＳ２では面内で反射率が一様で変化し難い校正板２１を用いて校正係数を設定している。そして、ステップＳ２６では校正係数を用いて測定値を校正している。従って、ステップＳ２６で得られた校正後血液測定値８５ａ及び校正後参照測定値８５ｂは発光素子２７及び受光素子３５の経時変化や製造時の分散の影響を受け難い測定値になっている。
【０１１６】
ステップＳ２７の吸光スペクトル演算工程では校正後血液測定値８５ａ及び校正後参照測定値８５ｂを用いて血管３６における透過率を演算する。透過率は校正後血液測定値８５ａ及び校正後参照測定値８５ｂに四則演算を行うことにより算出することができる。簡単な演算方法としては校正後血液測定値８５ａを校正後参照測定値８５ｂで除算して透過率を得ることができる。さらに、校正後血液測定値８５ａのうち血管３６を通過した割合を考慮して演算してもよい。血管３６を通過した光の割合はファントム法やモンテカルロシミュレーション法等を用いて算出することができる。
【０１１７】
ステップＳ２８の平均吸光スペクトル演算工程では、複数の透過率を用いて平均値の演算をする。ステップＳ２５では１か所の測定場所を測定する説明をした。測定場所を複数にしたときにはこのステップで平均値を演算する。また、所定の時間間隔で測定するときには移動平均の演算をしても良い。平均の演算をしないときにはこのステップを省略しても良い。
【０１１８】
図１１（ｃ）はステップＳ２９の血中成分濃度演算工程に対応する図である。ステップＳ２９では算出した透過率を用いて血液中のグルコース濃度を演算する。図１１（ｃ）の縦軸は血液中のグルコース濃度を示し図中上側が下側より濃い濃度になっている。横軸は透過率を示し血液中を測定光３１と同じ波長の光が透過する率を示している。図中右側が左側より高い透過率になっている。相関線８６は血液の透過率と血液中のグルコース濃度の関係を示した線である。血液中のグルコース濃度が高い程光が吸収されるので透過率が低くなる。ステップＳ２８で算出した平均値が透過率算出値８７のとき、相関線８６を用いて血液中のグルコース濃度である濃度演算値８８が算出される。尚、相関線８６は関数として表しても良く表の形式にした相関表として表しても良い。このときにも、同様に透過率算出値８７から濃度演算値８８を算出することができる。以上の工程によりステップＳ３の被検体測定工程が終了し、ステップＳ４に移行する。
【０１１９】
ステップＳ４の警告判断工程では濃度演算値８８を判定値と比較する。判定値は上側判定値及び下側判定値を有する。濃度演算値８８が上側判定値と下側判定値との間にあるとき正常状態であり警告しないことを判断する。濃度演算値８８が上側判定値より高いとき異常状態であると判断する。濃度演算値８８が下側判定値より低いときも異常状態であると判断する。異常状態のときには警告することを判断しステップＳ５に移行する。
【０１２０】
図１１（ｄ）はステップＳ５の警告工程に対応する図である。図１１（ｄ）に示すように、ステップＳ５において、被験者２に警告を行う。タッチパネル６に警告文６ａを表示する。警告文６ａには被験者２が危険な状態であることを説明する文を表示する。この文を見て被験者２は自分の状態を容易に理解することができる。他にも、スピーカー７から警告音を発する。警告音のデータを予めメモリー４９に記憶しておき、ＣＰＵ４８が警告音のデータに基づいた電圧波形をスピーカー７に出力する。スピーカー７は電圧波形を音波に変換して出力する。被験者２がタッチパネル６を見ていないときにも気付かせることができる。さらに、ＣＰＵ４８は振動装置１８を駆動して裏蓋１３を振動させる。裏蓋１３は被験者２に接触しているので振動が被験者２に伝わる。そして、被験者２に異常状態であることを気づかせることができる。
【０１２１】
ステップＳ６の終了判断工程では、血液中のグルコース濃度の情報を取得する工程を終了するか否かを判断する。操作者が操作スイッチ５または操作入力部２６を操作して血液中のグルコース濃度の情報を取得する工程を終了する指示を行ったとき、終了することを判断する。操作者が終了する指示をしていないとき、ステップＳ２〜ステップＳ６を繰り返す。従って、被験者２に成分測定装置１を設置した状態でステップＳ２の校正板測定工程及びステップＳ３の被検体測定工程を繰り返して実施する。被験者２が移動するときにも、移動途中の血液中のグルコース濃度の変化を検出することができる。
【０１２２】
ステップＳ７の装置除去工程では成分測定装置１を被験者２から外して除去する。以上の工程により被験者２からグルコース濃度の情報を取得する工程を終了する。
【０１２３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、校正ユニット１４は校正板２１を移動して受光層３４が入力する反射光３２を切り替える。そして、校正ユニット１４は、被測定部２ａで反射した第２反射光３２ｂと校正板２１で反射した第１反射光３２ａとのうち一方の反射光３２を受光層３４に入力する。第２反射光３２ｂを受光層３４に入力するとき、受光層３４は第２反射光３２ｂの光強度に対応する信号を出力する。被測定部２ａは光を反射するときに被測定部２ａの成分に応じて特定の波長の光を吸収する。従って、受光層３４が出力する第２反射光３２ｂの光強度を分析することにより被測定部２ａの成分に関する情報を取得することができる。
【０１２４】
被測定部２ａ及び校正板２１を照射する測定光３１の光強度は経時変化し、受光層３４が反射光３２を信号に変換する変換率も経時変化する。校正ユニット１４が第１反射光３２ａを受光層３４に入力するとき、受光層３４は校正板２１における反射光３２の光強度に対応する信号を出力する。校正板２１の成分は変化し難い。従って、測定光３１の変化や受光層３４の感度の変化の影響を知ることができる。従って、校正板２１における第１反射光３２ａを検出した光強度と被測定部２ａにおける第２反射光３２ｂを検出した光強度とを用いることにより、精度良く被測定部２ａにおける反射光３２の特性を検出することができる。
【０１２５】
（２）本実施形態によれば、受光層３４が第２反射光３２ｂを入力するとき、校正ユニット１４は校正板２１を収納場所４６に移動する。収納場所４６は第２反射光３２ｂの光路を遮らない場所になっている。従って、第２反射光３２ｂを校正板２１に遮られずに受光層３４に入力させることができる。
【０１２６】
（３）本実施形態によれば、受光層３４が第１反射光３２ａを入力するとき、校正ユニット１４は校正板２１を遮蔽場所４５に移動する。遮蔽場所４５は第２反射光３２ｂの光路を遮る場所になっている。従って、第２反射光３２ｂを遮って第１反射光３２ａを受光層３４に入力させることができる。
【０１２７】
（４）本実施形態によれば、校正演算部７３が第１反射光３２ａの光強度の信号を用いて第２反射光３２ｂの光強度の信号を校正する。第１反射光３２ａは校正板２１が受光層３４に出力した反射光３２である。第２反射光３２ｂは被測定部２ａで反射した反射光３２である。従って、校正演算部７３は校正板２１に対する被測定部２ａの差を明確にすることができる。その結果、校正板２１及び被測定部２ａを照射する発光層２９や受光層３４の経時変化の影響を抑制して第２反射光３２ｂを分析することができる。
【０１２８】
（５）本実施形態によれば、発光素子２７の光軸と受光素子３５の光軸とは同じ向きを向いている。そして、センサーモジュール１２では光の発光量が高い方向と光の受光する感度が最も高い方向とが同じ向きになっている。従って、発光素子２７の光軸及び受光素子３５の光軸の方向に校正板２１を設置するときセンサーモジュール１２は感度良く第１反射光３２ａを受光することができる。同様に、発光素子２７の光軸及び受光素子３５の光軸の方向に被測定部２ａを設置するときセンサーモジュール１２は感度良く第２反射光３２ｂを受光することができる。
【０１２９】
（６）本実施形態によれば、校正板２１はポリテトラフルオロエチレンを含んでいる。ポリテトラフルオロエチレンは近赤外光を吸収せずに反射する。従って、校正に利用する第１反射光３２ａを効率良く得ることができる。
【０１３０】
（７）本実施形態によれば、校正板制御部６９が校正ユニット１４を制御する。そして、校正ユニット１４は校正板制御部６９の制御に従って、第１反射光３２ａと第２反射光３２ｂとのどちらをセンサーモジュール１２に入力するかを切り替える。従って、被験者２が操作しなくても状況に応じて第１反射光３２ａの入力と第２反射光３２ｂの入力とを切り替えることができる。
【０１３１】
（８）本実施形態によれば、被験者２に成分測定装置１が設置された状態で第１反射光３２ａの光強度の検出と、第２反射光３２ｂの光強度の検出と、血中グルコース濃度の演算が繰り返される。従って、被験者２が移動しているときにも変化する血中グルコース濃度を検出することができる。
【０１３２】
（第２の実施形態）
次に、成分測定装置の一実施形態について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２（ａ）はセンサー駆動回路の要部ブロック図であり、図１２（ｂ）はステップＳ２の校正板測定工程を詳細に示すフローチャートである。図１３はステップＳ３の被検体測定工程を詳細に示すフローチャートである。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、校正板２１を用いて測定した値で発光素子２７ｃの出力を調整する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１３３】
すなわち、本実施形態では、図１２（ａ）に示すように情報取得装置としての成分測定装置９１には制御装置４７に接続してセンサー駆動回路９２が設置されている。センサー駆動回路９２は発光素子２７、分光素子２８及び受光素子３５を駆動する。制御装置４７は機能実現部として発光制御部６６、受光制御部６７及び校正演算部７３を有している。他にも、制御装置４７はメモリー４９に校正関連データ６１を記憶する領域を有している。センサー駆動回路９２は第１Ｄ／Ａ変換部９３（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）、第１増幅部９４及びスイッチ部９５を備えている。
【０１３４】
制御装置４７と第１Ｄ／Ａ変換部９３とが接続され、第１Ｄ／Ａ変換部９３、第１増幅部９４及びスイッチ部９５がこの順に接続されている。そして、スイッチ部９５は発光素子２７と接続されている。第１Ｄ／Ａ変換部９３、第１増幅部９４及びスイッチ部９５は発光素子２７と同じ個数になっている。そして、発光素子２７毎に異なる印加電圧を設定することができる。さらに、センサー駆動回路９２は第２増幅部９６及びＡ／Ｄ変換部９７（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）を備えている。そして、受光素子３５、第２増幅部９６、Ａ／Ｄ変換部９７及び制御装置４７がこの順に接続されている。
【０１３５】
校正関連データ６１には各発光素子２７を駆動する駆動電圧データが含まれている。発光制御部６６は校正関連データ６１から発光素子２７の駆動電圧データを入力して第１Ｄ／Ａ変換部９３に出力する。第１Ｄ／Ａ変換部９３は電圧データを電圧信号に変換して第１増幅部９４に出力する。第１増幅部９４は電圧データを入力し電力増幅してスイッチ部９５に出力する。スイッチ部９５は発光制御部６６の指示信号及び電力増幅された電圧信号を入力する。そして、スイッチ部９５は指示信号に対応した電圧波形を発光素子２７に出力する。これにより、発光素子２７は発光制御部６６により指示された電圧にて駆動される。発光素子２７は測定光３１を射出する。ステップＳ２では測定光３１が校正板２１に照射される。
【０１３６】
校正板２１にて反射した第１反射光３２ａは受光素子３５に入力される。受光素子３５は第１反射光３２ａの光強度を電圧に変換し、電圧信号を第２増幅部９６に出力する。第２増幅部９６は入力した電圧信号を増幅してＡ／Ｄ変換部９７に出力する。Ａ／Ｄ変換部９７は電圧信号を電圧データに変換して制御装置４７に出力する。制御装置４７ではＣＰＵ４８が第１反射光３２ａに対応する電圧データをメモリー４９に記憶する。
【０１３７】
図１２（ｂ）において、ステップＳ１１及びステップＳ１２は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。次に、ステップＳ１２の次にステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１の駆動電圧演算工程において校正演算部７３が発光素子２７の駆動電圧を演算する。まず、予め受光素子３５が受光する光強度に対応する電圧の基準値を設定しておく。基準値は光強度上限に対応する上限基準値と下限に対応する下限基準値を有している。次に、校正演算部７３はステップＳ１２にて検出した第１反射光３２ａに対応する電圧データをメモリー４９から入力する。
【０１３８】
次に、校正演算部７３は第１反射光３２ａに対応する電圧データを基準値と比較する。電圧データが上限基準値より大きいときには発光素子２７を駆動する駆動電圧データを小さくする。電圧データが下限基準値より小さいときには発光素子２７を駆動する駆動電圧データを大きくする。駆動電圧データを変化させる幅は電圧データと基準値との差に比例した値にする。校正演算部７３は総ての発光素子２７に対して第１反射光３２ａに対応する電圧データを基準値と比較し電圧データが上限基準値より大きいときと電圧データが下限基準値より小さいときには駆動電圧データを変更する。次に、ステップＳ３２に移行する。
【０１３９】
ステップＳ３２の駆動電圧変更工程では、ステップＳ３１にて変更した駆動電圧データをメモリー４９に記憶する。これにより、メモリー４９では駆動電圧データが変更される。次に、ステップＳ１４に移行する。
【０１４０】
図１３において、ステップＳ２１〜ステップＳ２５は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。ステップＳ２５の次はステップＳ２７の吸光スペクトル演算工程に移行する。ステップＳ２６の校正工程は省略されているステップＳ３１及びステップＳ３２にて発光素子２７の駆動電圧が変更されているので、ステップＳ２６を省略することが可能になっている。ステップＳ２７〜ステップＳ２９は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。
【０１４１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、発光素子２７及び受光素子３５の性能が変化するとき、発光素子２７を駆動する電圧が校正される。従って、センサー駆動回路９２から制御装置４７に出力される電圧データは被測定部２ａの状態を正しく反映したデータにすることができる。
【０１４２】
（２）本実施形態によれば、発光素子２７及び受光素子３５の性能が低下するとき、発光素子２７を駆動する電圧を高くしている。従って、測定光３１の光強度が強くなるので制御装置４７に出力される電圧データはＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ）の低下を抑制することができる。
【０１４３】
（第３の実施形態）
次に、成分測定装置の一実施形態について図１４を用いて説明する。図１４（ａ）はセンサー駆動回路の要部ブロック図であり、図１４（ｂ）はステップＳ２の校正板測定工程を詳細に示すフローチャートである。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、校正板２１を用いて測定した値で受光素子３５の出力を増幅する増幅率を調整する点にある。尚、第１の実施形態及び第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１４４】
すなわち、本実施形態では、図１４（ａ）に示すように情報取得装置としての成分測定装置１００には制御装置４７に接続してセンサー駆動回路１０１が設置されている。センサー駆動回路１０１は発光素子２７、分光素子２８及び受光素子３５を駆動する。制御装置４７は機能実現部として発光制御部６６、受光制御部６７及び校正演算部７３を有している。他にも、制御装置４７はメモリー４９に校正関連データ６１を記憶する領域を有している。
【０１４５】
センサー駆動回路１０１は第１Ｄ／Ａ変換部９３、第１増幅部９４及びスイッチ部９５を備えている。制御装置４７と第１Ｄ／Ａ変換部９３が接続され、第１Ｄ／Ａ変換部９３、第１増幅部９４及びスイッチ部９５がこの順に接続されている。そして、スイッチ部９５は発光素子２７と接続されている。第１Ｄ／Ａ変換部９３、第１増幅部９４及びスイッチ部９５は発光素子２７と同じ個数になっている。そして、発光素子２７毎に異なる印加電圧を設定することができる。さらに、センサー駆動回路１０１は第２増幅部１０２、第２Ｄ／Ａ変換部１０３及びＡ／Ｄ変換部９７を備えている。そして、受光素子３５、第２増幅部１０２、Ａ／Ｄ変換部９７及び制御装置４７がこの順に接続されている。第２増幅部１０２は増幅率が可変であり、第２増幅部１０２は第２Ｄ／Ａ変換部１０３を介して制御装置４７と接続されている。
【０１４６】
ステップＳ２では測定光３１が校正板２１に照射される。校正板２１にて反射した第１反射光３２ａは受光素子３５に入力される。受光素子３５は第１反射光３２ａの光強度を電圧に変換し、電圧信号を第２増幅部１０２に出力する。第２増幅部１０２は入力した電圧信号を増幅してＡ／Ｄ変換部９７に出力する。Ａ／Ｄ変換部９７は電圧信号を電圧データに変換して制御装置４７に出力する。制御装置４７ではＣＰＵ４８が第１反射光３２ａに対応する電圧データをメモリー４９に記憶する。
【０１４７】
校正関連データ６１には第２増幅部１０２の増幅率データが含まれている。受光制御部６７は第２Ｄ／Ａ変換部１０３に増幅率データを出力する。第２Ｄ／Ａ変換部１０３は増幅率データを増幅率を示す電圧信号に変換して第２増幅部１０２に出力する。第２増幅部１０２は増幅率を示す電圧信号を入力し、指示された増幅率で第１反射光３２ａに対応する電圧信号を増幅する。第２増幅部１０２は入力した電圧信号を増幅してＡ／Ｄ変換部９７に出力する。
【０１４８】
図１４（ｂ）において、ステップＳ１１及びステップＳ１２は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。次に、ステップＳ１２の次にステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１の増幅率演算工程において校正演算部７３が第２増幅部１０２の増幅率を演算する。まず、予め受光素子３５が受光する光強度に対応して第２増幅部１０２が出力する電圧の基準値を設定しておく。基準値は光強度上限に対応する上限基準値と下限に対応する下限基準値を有している。次に、校正演算部７３はステップＳ１２にて検出した第１反射光３２ａに対応する電圧データをメモリー４９から入力する。
【０１４９】
次に、校正演算部７３は第１反射光３２ａに対応する電圧データを基準値と比較する。電圧データが上限基準値より大きいときには第２増幅部１０２の増幅率を示す増幅率データを小さくする。電圧データが下限基準値より小さいときには増幅率データを大きくする。増幅率データを変化させる幅は電圧データと基準値との差に比例した値にする。これにより、第１反射光３２ａに対応する電圧データが基準値と同じ値になるようにする。校正演算部７３は総ての受光素子３５に対して第１反射光３２ａに対応する電圧データを基準値と比較し電圧データが上限基準値より大きいときと電圧データが下限基準値より小さいときには増幅率データを変更する。これにより、総ての受光素子３５において第１反射光３２ａに対応する電圧データが基準値と同じ値になるように増幅率データを変更する。次に、ステップＳ４２に移行する。
【０１５０】
ステップＳ４２の増幅率変更工程では、ステップＳ４１にて変更した増幅率データをメモリー４９に記憶する。これにより、メモリー４９では増幅率データが変更される。次に、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ３の被検体測定工程は第２の実施形態と同様にステップＳ２６の校正工程を省略する。
【０１５１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、発光素子２７及び受光素子３５の性能が変化するとき、第２増幅部１０２の増幅率が変更される。従って、センサー駆動回路１０１から制御装置４７に出力される電圧データは被測定部２ａの状態を正しく反映したデータにすることができる。
【０１５２】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、血液成分の内グルコース濃度を演算した。これに限らず、ヘモグロビンの透過率を用いて血中酸素濃度を測定しても良い。ヘモグロビンは波長が６５０ｎｍ付近の測定光３１にて検出することができる。従って、分光素子２８が通過させる反射光３２の波長を６５０ｎｍ付近にする。そして、透過率を演算することにより、血中酸素濃度を測定することができる。他にも、脂質等の他の成分濃度を演算しても良い。また、血管に限らず、リンパ管におけるリンパ液成分の濃度を測定し演算しても良い。他にも、脳脊髄液の成分濃度を測定し演算しても良い。他にも、人体以外の動物の検査に用いても良い。さらに、動物以外でも植物の果実等の液体の成分や濃度の測定装置に成分測定装置１を用いても良い。
【０１５３】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、モーター４２、ねじ棒４３及びナット４４からなる直動機構を用いて校正板２１を遮蔽場所４５と収納場所４６との間で移動した。校正板２１は他の直動機構を用いて移動させても良い。直動機構にはエアーシリンダーやリニアモーター、超音波モーター、静電モーター、クランク機構、カム機構を用いても良い。他にも、校正板２１を回転させて遮蔽場所４５と収納場所４６との間を移動させても良い。これらの部材を用いても校正板２１を遮蔽場所４５と収納場所４６との間で移動させることができる。そして、製造し易い構造にすることができる。他にも、校正ユニット１４からモーター４２、ねじ棒４３及びナット４４を除いて校正板２１に取っ手をつけても良い。そして、被験者２が校正板２１を動かすようにしてもよい。充電式蓄電池２４の寿命を長くすることができる。
【０１５４】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、ステップＳ２の校正板測定工程とステップＳ３の被検体測定工程とを続けて行った。ステップＳ２の校正板測定工程の頻度よりステップＳ３の被検体測定工程の頻度を多くしても良い。ステップＳ３の被検体測定工程を実施する周期を短くすることができる。ステップＳ２の校正板測定工程の頻度とステップＳ３の被検体測定工程の頻度との比はステップＳ３の被検体測定工程の測定結果に応じて変更してもよい。つまり、グルコース濃度が異常状態のときには正常状態のときよりステップＳ３の被検体測定工程を行う頻度を多くしても良い。異常状態のときのグルコース濃度の変動をさらに詳しく測定することができる。
【０１５５】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、センサーモジュール１２に発光素子２７が設置されていた。発光素子２７はセンサーモジュール１２から除かれても良い。そして、発光素子２７とは異なる光源から測定光３１を被測定部２ａに照射しても良い。センサーモジュール１２に発光素子２７がないので生産性良くセンサーモジュール１２を製造することができる。
【０１５６】
（変形例５）
前記第２の実施形態では、ステップＳ１２〜ステップＳ３２を１回行ってステップＳ１４に移行した。ステップＳ１２〜ステップＳ３２を複数回反復してからステップＳ１４に移行しても良い。さらに精度良く第１反射光３２ａに対応する電圧データを基準値に近づけることができる。
【０１５７】
（変形例６）
前記第２の実施形態では、第１Ｄ／Ａ変換部９３から第１増幅部９４に入力する電圧信号を変化させた。他にも、前記第３の実施形態のように第１増幅部９４の増幅率を変化させても良い。このときにも、測定光３１の光強度を変更させることができる。
【０１５８】
（変形例７）
前記第２の実施形態では、発光素子２７に印加する電圧を変更し、前記第３の実施形態では、第２増幅部１０２の増幅率を変更した。発光素子２７に印加する電圧及び第２増幅部１０２の増幅率を変更しても良い。変更する範囲を広げることができる為、装置が経時変化したときの寿命を長くすることができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１，９１，１００…情報取得装置としての成分測定装置、２ａ…被検体としての被測定部、１２…受光部としてのセンサーモジュール、１４…切替部としての校正ユニット、２１…校正部としての校正板、２７，２７ｃ…発光素子、２９…光源としての発光層、３１…光としての測定光、３２ａ…第１反射光、３２ｂ…第２反射光、３２…反射光、３４…受光部としての受光層、３５…受光素子、４５…遮蔽場所、４６…収納場所、６９…制御部としての校正板制御部、７３…校正演算部。
【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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