(57)【要約】【課題】生体情報の取得に適した対象の部位を容易に特定できるようにすること。【解決手段】生体情報取得装置１０において、センサーモジュール５０は、被検者２の生体画像を撮像する。タッチパネル１６は、センサーモジュール５０による被検者２の撮像範囲と一致する測定領域Ａ１３と略同一の大きさに形成された表示領域Ａ１１を有し、この表示領域Ａ１１において生体画像を撮像範囲と略等倍で表示する。これらセンサーモジュール５０とタッチパネル１６とは、撮像方向と表示方向とを逆方向とし、測定領域Ａ１３と表示領域Ａ１１とが平面視において略同一位置に積層配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の生体画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部による前記被検者の撮像範囲と略同一の大きさに形成された表示領域を有し、当該表示領域において前記生体画像を前記撮像範囲と略等倍で表示する表示部と、
を備え、前記撮像部の撮像方向と前記表示部の表示方向とを逆方向とし、前記撮像範囲と前記表示領域とが平面視において略同一位置に積層配置された生体情報取得装置。
【請求項２】
前記撮像範囲における任意の撮像点と前記表示領域における任意の表示点との平面視におけるずれ量が３ｍｍ以下である、請求項１に記載の生体情報取得装置。
【請求項３】
前記撮像部による前記生体画像の撮像から前記表示部への表示までの遅延時間が１秒未満である、請求項１又は２に記載の生体情報取得装置。
【請求項４】
前記撮像部の撮像フレームレート及び前記表示部の表示フレームレートの一方が他方の整数倍である、請求項１〜３の何れか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項５】
前記撮像部は、コンタクト型のイメージセンサーである、請求項１〜４の何れか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項６】
前記撮像部は、縮小光学系のレンズを有する縮小光学系型のイメージセンサーである、請求項１〜４の何れか一項に記載の生体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の生体情報を取得する生体情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検者の生体情報を取得する装置として、センサー等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ことで血液成分等の生体情報を取得する装置が知られている。例えば、特許文献１，２には、生体を撮像した画像情報を解析して生体情報を取得する無侵襲生体検査用装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８９３９１号公報
【特許文献２】特開２０００−３３９４４５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１，２の技術では、撮像部を内蔵する検出部が指を把持する構成となっており、この検出部と撮像された画像を表示する表示部とは別体に構成されている。そのため、撮像位置と撮像された画像との関係を把握しづらく、撮像された画像を見ながら撮像位置を変更して生体情報の取得に適した部位を特定する作業が困難であった。撮像範囲と表示画像のサイズとが不一致であることもこの問題を助長していた。そこで本発明は、生体情報の取得に適した対象の部位を容易に特定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するための第１の発明は、被検者の生体画像を撮像する撮像部と、前記撮像部による前記被検者の撮像範囲と略同一の大きさに形成された表示領域を有し、当該表示領域において前記生体画像を前記撮像範囲と略等倍で表示する表示部と、を備え、前記撮像部の撮像方向と前記表示部の表示方向とを逆方向とし、前記撮像範囲と前記表示領域とが平面視において略同一位置に積層配置された生体情報取得装置である。
【０００６】
第１の発明の生体情報取得装置は、撮像方向と表示方向とが逆向きで、撮像範囲と表示領域とが平面視において略同一位置となるように撮像部と表示部とが積層配置されて構成されている。そして、表示部において、撮像部が撮像した生体画像を、撮像部による被検者の撮像範囲と略等倍で表示する。これによれば、表示領域の直下に位置付けられた被検者の部位を略実物大で表示することができるので、生体情報の取得に適した撮像対象の部位の特定を容易にすることが可能となる。
【０００７】
第２の発明は、前記撮像範囲における任意の撮像点と前記表示領域における任意の表示点との平面視におけるずれ量が３ｍｍ以下である、第１の発明の生体情報取得装置である。
【０００８】
第２の発明によれば、撮像範囲と表示領域との平面視におけるずれ量を３ｍｍ以下とすることができる。
【０００９】
第３の発明は、前記撮像部による前記生体画像の撮像から前記表示部への表示までの遅延時間が１秒未満である、第１又は第２の発明の生体情報取得装置である。
【００１０】
第３の発明によれば、生体画像を撮像してから１秒未満の間に、撮像した生体画像を表示することができる。
【００１１】
第４の発明は、前記撮像部の撮像フレームレート及び前記表示部の表示フレームレートの一方が他方の整数倍である、第１〜第３の何れかの発明の生体情報取得装置である。
【００１２】
第４の発明によれば、生体画像を撮像フレームレートで撮像し、撮像した生体画像を表示フレームレートで動画的に表示することができ、その際の撮像フレームレート及び表示フレームレートの一方を他方の整数倍とすることができる。
【００１３】
第５の発明は、前記撮像部は、コンタクト型のイメージセンサーである、第１〜第４の何れかの発明の生体情報取得装置である。
【００１４】
第５の発明によれば、撮像部として、コンタクト型のイメージセンサーを用いることができる。
【００１５】
第６の発明は、前記撮像部は、縮小光学系のレンズを有する縮小光学系型のイメージセンサーである、第１〜第４の何れかの発明の生体情報取得装置である。
【００１６】
第６の発明によれば、撮像部として、縮小光学系のレンズを有する縮小光学系型のイメージセンサーを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】生体情報取得装置の全体構成例を示す外観図。
【図２】センサーモジュールの構成例を示す図。
【図３】生体組織内での光の伝播を説明する図。
【図４】生体画像を模式的に示す図。
【図５】生体情報処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図６】生体情報取得処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】表示画面例を示す図。
【図８】他の表示画面例を示す図。
【図９】変形例における生体情報取得装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の生体情報取得装置を適用した実施形態の一例について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明が適用可能な形態は、以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。
【００１９】
［全体構成］
図１は、本実施形態における生体情報取得装置１０の全体構成例を示す外観図である。この生体情報取得装置１０は、被検者２の生体情報を非侵襲に取得（測定）する測定器として機能し、且つ測定データを記憶するデータロガーとしても機能する装置であり、一種のコンピューターとも言える。図１に示すように、生体情報取得装置１０は、例えば腕時計型のウェアラブル機器として構成され、本体ケース１２に設けられたバンド１４で被検者２の腕や足、頸等の身体部位に装着して使用される。
【００２０】
生体情報取得装置１０は、本体ケース１２の表面（被検者２に装着した時に外向きになる面）側に表示部としてのタッチパネル１６を備える一方、本体ケース１２の背面（被検者２に装着した時に被検者２の皮膚に接触する面）側に撮像部としてのセンサーモジュール５０を備えており、これらタッチパネル１６とセンサーモジュール５０とが上下（Ｚ方向）に積層配置されて構成されている。
【００２１】
タッチパネル１６は、測定開始操作等の各種操作入力をするための操作入力手段を兼ねている。このタッチパネル１６には、その表示領域Ａ１１において後述する生体画像や生体情報の測定結果等が表示される。
センサーモジュール５０は、被検者２の生体内に向けて照射波を測定光として照射し、反射波光を受光するための主たるセンサーである。
【００２２】
また、本体ケース１２の側面には、電源スイッチ等の操作スイッチ１８と、外部装置と通信するための有線ケーブルを着脱できる通信装置２０と、メモリーカード２２のデータ読み書きを実現するリーダーライター２４とを備える。そして、本体ケース１２の内部には、充電式の内蔵バッテリー２６と制御基板３０とが内蔵されている。
【００２３】
通信装置２０は、外部装置との通信を無線で行う構成ならば、無線通信モジュール及びアンテナにより実現できる。
メモリーカード２２は、データ書き換えが可能な着脱式の不揮発性メモリーである。このメモリーカード２２としては、フラッシュメモリーの他、強誘導体メモリー（ＦｅＲＡＭ：Ferroelectric Random Access Memory）や、磁気抵抗メモリー（ＭＲＡＭ：Magnetoresistive Random Access Memory）等、書き換え可能な不揮発性メモリーを用いることができる。
内蔵バッテリー２６への充電方式は適宜選択できる。例えば、本体ケース１２の背面側に電気接点を別途設け、家庭用電源に接続されたクレードルにセットし、電気接点を介してクレードル経由で通電・充電される構成でもよいし、非接触式の無線式充電でもよい。
【００２４】
制御基板３０は、生体情報取得装置１０を統合的に制御する。この制御基板３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２と、メインメモリー３４と、測定データ用メモリー３６と、タッチパネルコントローラーＩＣ（Integrated Circuit）３８と、センサーモジュールコントローラー４０とを搭載する。また、その他にも、電源管理ＩＣや、画像処理用ＩＣ等の電子部品を適宜搭載することができる。
【００２５】
メインメモリー３４は、プログラムや初期設定データを格納したり、ＣＰＵ３２の演算値を格納することのできる記憶媒体である。ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー等を適宜用いて実現される。なお、プログラムや初期設定データは、メモリーカード２２に記憶されている構成でもよい。
【００２６】
測定データ用メモリー３６は、データ書き換えが可能な不揮発性メモリーであって、生体情報の測定結果を記憶するための記憶媒体である。この測定データ用メモリー３６としては、フラッシュメモリーの他、強誘導体メモリー（ＦｅＲＡＭ）や、磁気抵抗メモリー（ＭＲＡＭ）等、書き換え可能な不揮発性メモリーを用いることができる。なお、測定データは、メモリーカード２２に記憶される構成でもよい。
【００２７】
タッチパネルコントローラーＩＣ３８は、タッチパネル１６に画像を表示させるためのドライバー機能を実現し、またタッチ入力を実現するための機能を実現するＩＣである。タッチパネル１６とともに公知技術を適宜利用することで実現可能である。
【００２８】
センサーモジュールコントローラー４０は、センサーモジュール５０による測定光の照射機能、及び測定光が被検者２の生体組織を透過した光（透過光）や反射した光（反射光）の受光機能を担うＩＣや回路を有する。このセンサーモジュールコントローラー４０は、センサーモジュール５０が備える複数の発光素子（通電により測定光を発する素子）を個別に発光制御するＩＣや回路からなる発光コントローラー部４２と、センサーモジュール５０が備える複数の受光素子（受光した光量に応じた電気信号を発する素子）による受光を制御するＩＣや回路からなる受光コントローラー部４４とを含む。
【００２９】
なお、センサーモジュールコントローラー４０は、複数のＩＣにより構成してもよい。例えば、発光コントローラー部４２に相当するＩＣや回路と、受光コントローラー部４４に相当するＩＣや回路とをそれぞれ別のＩＣとする構成も可能である。或いは、これらの機能の一部をＣＰＵ３２により実現する構成も可能である。
【００３０】
図２は、センサーモジュール５０の構成例を示す図であって、図２（１）は、図１に示す裏面側において露出する測定領域Ａ１３を形成するセンサーモジュール５０の正面図、図２（２）は、センサーモジュール５０の断面図である。なお、理解を容易にするために発光素子５２や受光素子５４を意図的に大きく記している。また、サイズ、縦横比等もこれに限られるものではなく、適宜設定可能である。
【００３１】
センサーモジュール５０は、複数の発光素子５２を平面状に配列した層と、複数の受光素子５４を平面状に配列した層とを積層して構成されるデバイスである。換言すれば、光源内蔵型のイメージセンサーであり、測定光の照射及び受光の両方の機能を実現するセンサーアレイである。センサーモジュール５０は、センサーモジュールコントローラー４０と一体に構成してもよい。
【００３２】
発光素子５２は、測定光を照射する照射部であり、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）や、ＯＬＥＤ（Organic light-emitting diode）等により実現できる。生体情報として後述する血糖値を測定する場合であれば、皮下透過性を有する可視領域に近い近赤外光を含む光を発光可能な素子とするのがよい。
【００３３】
受光素子５４は、測定光の透過光や反射光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する撮像素子である。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の半導体素子で実現できる。一つの受光素子５４は、ＲＧＢ各波長成分を受光する複数の素子を含むものとする。
【００３４】
そして、センサーモジュール５０は、基底側（図２（２）における背面側。図１における本体ケース１２の表側。）から順に、
１）複数の受光素子５４を平面状且つ格子状に配列した受光層５１、
２）各受光素子５４へ向かう光以外を選択的に遮蔽する遮光層５３、
３）近赤外光を選択的に透過する分光層５５、
４）隣接する受光素子５４の間であって、生体組織を透過・反射した光が受光素子５４へ到達する際の光路を阻害しない位置に、複数の発光素子５２を平面状且つ格子状に配列した発光層５７、
を積層して備える。
【００３５】
受光層５１の受光素子５４は、ピクセルがＸｓ−Ｙｓ直交座標系で識別できるマトリクス状に配置されており、センサーモジュール５０は、公知のイメージセンサーと同様に機能する。なお、受光素子５４の形状や大きさ、配置パターンは適宜設定可能である。
【００３６】
発光層５７の発光素子５２は、センサーモジュール５０を正面（本体ケース１２の裏側）から見ると、近隣の受光素子５４の隅の突き合わせ部に１つずつ配置される。より具体的には、４つの受光素子５４の角の突き合わせ部に１つの発光素子５２が配置されており、発光素子５２全体としては受光素子５４と同じＸｓ−Ｙｓ直交座標系で識別できるマトリクス状に配置されている。センサーモジュール５０は、発光素子５２を選択的に発光させる駆動機構を有しており、発光素子５２は、例えば、液晶パネルディスプレイのアクティブマトリクス方式と同様に駆動制御できるようになっている。
【００３７】
こうした積層構造を有するセンサーモジュール５０の作成には、公知のイメージセンサーやＯＬＥＤディスプレイの製造に用いられる半導体微細加工技術を適宜応用することができる。
【００３８】
なお、発光素子５２の大きさや配置間隔、受光素子５４の大きさや配置間隔等は、適宜設定可能である。例えば、配置間隔は、１〜５００［μｍ］とすると好適であり、製造コストと測定精度との兼ね合いから、例えば５０〜２００［μｍ］程度とすることもできる。また、センサーモジュール５０には、発光素子５２から照射される測定光の照射範囲を絞ったり、偏光する目的、あるいは生体組織を透過・反射した光を受光素子５４に的確に集める目的で、更なる光学素子を有する集光層を設けることもできる。また、表面の損傷を防止する保護層等を適宜設けてもよい。また、発光素子５２と受光素子５４とが積層された構成に限らず、発光素子５２と受光素子５４とが並置された構成としてもよい。
【００３９】
［概要］
図３は、生体組織内での光の伝播を説明する図であり、被検者２の測定領域Ａ１３と接触する部分（装着部位）の深さ方向に沿った断面を示している。図３に示すように、センサーモジュール５０においてある発光素子５２から照射された光は、皮膚面から生体組織内に侵入して拡散反射し、そのうちの一部がある受光素子５４に到達する。その光の伝播経路は、いわゆるバナナ形状（２つの弧で挟まれた領域）を成し、ほぼ中央付近で深さ方向の幅が最も広くなる。伝播経路の深さ（到達可能な深さ）Ｄは、発光素子５２と受光素子５４との間隔Ｗが小さいほど浅く、間隔Ｗが大きいほど深くなる。
【００４０】
そして、このようにして受光素子５４により受光された光（受光光）のうち、生体組織内を伝搬する過程で血液を通過した光、すなわち血管７に到達して血管７を流れる血液によって反射され、吸収され、あるいは血液を透過した光は、血液中のグルコース濃度（いわゆる「血糖値」）や酸素飽和度といった生体情報を反映している。したがって、測定領域Ａ１３の皮下の血管位置を検出して血液を通過した光を受光するのに適当な測定用の発光素子（測定用発光素子）５２及び受光素子（測定用受光素子）５４を選択し、測定光の照射及び受光を制御することにより、受光結果から生体情報を得ることができる。
【００４１】
生体情報の測定に際しては、生体情報取得装置１０は、本体ケース１２の裏面側に露出しているセンサーモジュール５０の測定領域Ａ１３を被検者２の皮膚に密着させるようにしてバンド１４で固定される。センサーモジュール５０を皮膚に密着させることで、測定光の皮膚面での反射や皮膚面付近の組織での散乱といった測定精度を下げる要因を抑制することができる。
【００４２】
生体情報取得装置１０を被検者２の身体に取り付け、操作スイッチ１８を操作して電源を投入すると、所定の撮像フレームレート（例えば３０フレーム／秒）で測定領域Ａ１３の皮下の生体組織（皮下組織）が撮像され、タッチパネル１６において生体画像が撮像フレームレートと同一の表示フレームレートでリアルタイムに動画表示されるようになっている。リアルタイムとは、信号処理に要する程度の時間遅延を含み、センサーモジュール５０が生体画像を撮像してからタッチパネル１６へと表示されるまでの遅延時間が１秒程度又はそれ未満をいう。
【００４３】
本実施形態において、生体画像は、測定に先立ち測定領域Ａ１３の皮下に存在する血管の位置を検出し、血管を特定するために生成される。また、タッチパネル１６において生体画像をリアルタイムに動画表示するのは、生体情報取得装置１０の装着部位（すなわち測定領域Ａ１３の皮下）に血管が存在するのかを被検者２や医師等の生体情報取得装置１０の使用者が把握できるようにするためである。この生体画像の生成手順は、例えば公知の静脈認証技術における静脈パターン検出と同様に行うことができ、先ず、センサーモジュール５０が備える発光素子５２を一斉発光させて装着部位の全域を撮像範囲として測定光を照射する。そして、全ての受光素子５４を用い、測定領域Ａ１３の皮下組織を透過・反射した光を受光（撮像）して生体画像を生成する。これを所定の撮像フレームレートで繰り返す。
【００４４】
このようにして生成（撮像）した生体画像は、センサーモジュール５０の受光素子５４それぞれに対応するピクセルの輝度データの集合となり、センサーモジュール５０のピクセル座標と同じＸｓ−Ｙｓ直交座標系の２次元画像として得られる。血管は、内部を流れる血液の影響で、血管以外の生体組織部分（以下、「非血管部」という。）よりも近赤外光を吸収し易い。そのため、血管は、非血管部よりも輝度が低く暗くなる。したがって、生体画像において輝度が低くなっている箇所を抽出することで、ピクセル毎に血管が写っているのか非血管部が写っているのか、換言すれば、各受光素子５４の下に血管があるか否かを識別できる。
【００４５】
図４は、生体画像を模式的に示す図である。図４の例では、ハッチングを付した帯状の箇所が血管７を示し、白抜きされた箇所が非血管部８である。
【００４６】
ここで、本実施形態では、タッチパネル１６の表示領域Ａ１１と、センサーモジュール５０の測定領域Ａ１３とは同一の大きさを有しており、タッチパネル１６とセンサーモジュール５０とは、タッチパネル１６の表示方向と、センサーモジュール５０から照射される測定光の照射方向（撮像方向）とが上下逆向きとされ、測定領域Ａ１３と表示領域Ａ１１とが平面視において（上下方向から見て）略同一位置となるように位置決めされている。また、本実施形態では、センサーモジュール５０による被検者２の撮像範囲は測定領域Ａ１３と一致している。
【００４７】
そして、タッチパネル１６の列方向及び行方向の画素数（表示ドット数）と、センサーモジュール５０の列方向及び行方向の画素数（受光素子数）とがそれぞれ同数で画素ピッチも同一とされ、表示領域Ａ１１の各表示ドットとセンサーモジュール５０の各受光素子５４とが１対１で対応している。タッチパネル１６とセンサーモジュール５０との位置決めは、例えば、対応する表示ドットと受光素子５４とが上下に重なるようにタッチパネル１６及びセンサーモジュール５０に付されたアライメントマークを用いて行われる。
【００４８】
したがって、タッチパネル１６の表示領域Ａ１１には、センサーモジュール５０による被検者２の撮像範囲となる表示領域Ａ１１の直下の装着部位が略等倍で、つまり、表示領域Ａ１１の直下に位置付けられた皮下組織が略実物大で表示される。また、撮像フレームレートと、タッチパネル１６における表示フレームレートとは、一方が他方の整数倍となっており、撮像から表示までの遅延時間が１秒未満となっている。従って、タッチパネル１６には、生体画像がリアルタイムに動画表示される。これによれば、被検者２等の使用者は、途中で生体情報取得装置１０の装着部位を移動させた場合であっても、更新表示される生体画像の低輝度領域を手がかりにして、表示領域Ａ１１の直下すなわち移動した先の装着部位に血管が存在するかどうかを容易に把握することができる。
【００４９】
こうして生体情報の取得に適したセンサーモジュール５０（ひいては生体情報取得装置１０）の位置決めが完了したところで、バンド１４で生体情報取得装置１０を被検者２に固定する。
【００５０】
生体情報取得装置１０の位置決めが完了し、生体画像から血管７の位置を検出したならば、選択した血管をターゲットとして測定光の照射及び受光を制御し、受光結果を処理して生体情報を測定する処理（測定処理）を行う。例えば、生体情報として血糖値を測定する場合であれば、血管７の位置に従って選択した測定用発光素子５２及び測定用受光素子５４を選択する。続いて、測定用発光素子５２から測定光を照射させ、測定用受光素子５４での受光結果（受光した受光光の強度）から血管透過光成分を抽出する。このとき、例えば、発光素子５２による発光光の波長を変化させることで測定光の波長λを近赤外領域内で変化させて、波長λ毎に血管７を透過した血管透過光の分光スペクトル（吸光スペクトル）を生成する。その後、予め定められた血液中のグルコース濃度と吸光度との関係を示す「検量線」を用い、吸光スペクトルから血糖値を算出（推定）する。なお、受光結果を処理して血糖値を算出する手法は例示した手法に限定されるものではなく、公知技術を適宜採用することができる。酸素飽和度等の別の生体情報を測定する場合も同様に、公知技術を適宜採用すればよい。
【００５１】
［機能構成］
図５は、第１実施形態における生体情報取得装置１０の主要な機能構成例を示すブロック図である。図５に示すように、生体情報取得装置１０は、センサー部１１０と、操作入力部１２０と、表示部１３０と、通信部１４０と、処理部１５０と、記憶部１６０とを備える。
【００５２】
センサー部１１０は、図２のセンサーモジュール５０に該当し、複数の発光素子５２で構成される発光部１１１と、複数の受光素子５４で構成される受光部１１３とを有する。発光部１１１を構成する各発光素子５２の配置位置（Ｘｓ−Ｙｓ座標値）は、該当する発光素子５２に割り振られた発光素子番号と対応付けた発光素子リスト１６２として予め記憶部１６０に記憶されている。また、受光部１１３を構成する各受光素子５４の配置位置（Ｘｓ−Ｙｓ座標値）は、該当する受光素子５４に割り振られた受光素子番号と対応付けた受光素子リスト１６３として予め記憶部１６０に記憶されている。
【００５３】
操作入力部１２０は、ボタンスイッチやダイヤルスイッチ等の各種スイッチ、タッチパネル等の入力装置によって実現されるものであり、ユーザーによって為された各種の操作入力に応じて操作入力信号を処理部１５０に出力する。図１のタッチパネル１６や操作スイッチ１８がこれに該当する。
【００５４】
表示部１３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬディスプレイ（Electroluminescence display）等の表示装置によって実現されるものであり、処理部１５０から入力される表示信号に基づいて各種画面を表示する。図１のタッチパネル１６がこれに該当する。
【００５５】
通信部１４０は、処理部１５０の制御のもと、装置内部で利用される情報を外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。図１の通信装置２０がこれに該当する。通信部１４０の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレードルと呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。
【００５６】
処理部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のマイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の制御装置及び演算装置によって実現されるものであり、生体情報取得装置１０の各部を統括的に制御する。図１の制御基板３０がこれに該当する。この処理部１５０は、照射制御部１５１と、受光制御部１５２と、生体画像生成部１５３と、血管位置検出部１５４と、測定処理部１５５とを備える。なお、処理部１５０を構成する各部は、専用のモジュール回路等のハードウェアで構成することとしてもよい。
【００５７】
照射制御部１５１は、発光部１１１を構成する発光素子５２を個別に発光制御する。例えば、いわゆるアクティブマトリクス方式の駆動制御技術を利用することで実現できる。受光制御部１５２は、受光部１１３の受光素子５４により受光した受光光からその強度に応じた電気信号を読み出す制御を行う。
【００５８】
生体画像生成部１５３は、測定領域Ａ１３の皮下組織を撮像して生体画像（図４を参照）を生成する。血管位置検出部１５４は、生体画像を画像処理して血管位置を検出する。この生体画像の撮像及び血管位置の検出は、公知の静脈認証技術等における生体画像の撮像技術や、生体画像から静脈パターンを識別する技術を適宜利用することで実現できる。
【００５９】
測定処理部１５５は、血管位置検出部１５４によって検出された血管位置に応じて測定用発光素子５２を発光させ、測定用受光素子５４による受光結果を用いて生体情報を測定する。
【００６０】
記憶部１６０は、ＲＡＭやＲＯＭ、フラッシュメモリー等の各種ＩＣメモリーやハードディスク等の記憶媒体により実現されるものであり、生体情報取得装置１０を動作させ、この生体情報取得装置１０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が事前に記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。図１では、制御基板３０が搭載するメインメモリー３４や測定データ用メモリー３６、メモリーカード２２がこれに該当する。
【００６１】
この記憶部１６０には、処理部１５０を照射制御部１５１、受光制御部１５２、生体画像生成部１５３、血管位置検出部１５４、及び測定処理部１５５として機能させ、生体情報取得処理（図６を参照）を実行するための測定プログラム１６１が格納される。また、記憶部１６０には、発光素子リスト１６２と、受光素子リスト１６３と、生体画像データ１６４と、血管位置データ１６５と、照射受光位置データ１６６と、測定結果データ１６７とが記憶される。
【００６２】
生体画像データ１６４は、所定の撮像フレームレートで撮像される生体画像の画像データを記憶する。血管位置データ１６５は、生体画像内の血管の位置を記憶する。照射受光位置データ１６６は、測定用発光素子５２の発光素子番号及び測定用受光素子５４の受光素子番号を記憶する。測定結果データ１６７は、測定処理により得られた生体情報の測定結果を記憶する。
【００６３】
［処理の流れ］
図６は、生体情報取得処理の流れを示すフローチャートである。ここで説明する処理は、処理部１５０が記憶部１６０から測定プログラム１６１を読み出して実行することで実現できる。この処理は、生体情報取得装置１０が被検者２の身体に取り付けられ、生体情報取得装置１０の電源が投入されると開始される。
【００６４】
図６に示すように、生体情報取得処理では先ず、生体画像生成部１５３が、所定の撮像フレームレートで生体画像を連続的に撮像し、生成した生体画像を例えば撮像フレームレートと同一の表示フレームレートで表示部１３０に更新表示する制御を開始する（ステップＳ１）。ここで開始する制御により、表示部１３０には、測定領域Ａ１３の皮下組織を撮像した生体画像がリアルタイムに動画表示される。被検者２等の使用者は、生体画像を見ながら適宜生体情報取得装置１０の装着部位を移動させ、血管を探す。そして、血管が存在する装着部位を選んで生体情報取得装置１０をバンド１４で固定した後、所定の測定開始操作を入力する。
【００６５】
測定開始操作が入力された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ１で開始した制御を停止した後、血管位置検出部１５４が、生体画像データ１６４から最新の生体画像の画像データを読み出して画像処理し、皮膚面から見た血管位置を検出する（ステップＳ５）。例えば、血管位置検出部１５４は、生体画像（輝度画像）のピクセル毎に、基準輝度と比較し２値化やフィルター処理をして血管位置を検出する。基準輝度未満のピクセルが血管、基準輝度以上のピクセルが非血管部を示すことになる。
【００６６】
そして、ステップＳ５での血管位置の検出に成功したならば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、処理部１５０が、生体情報の測定を開始する旨と併せて測定が終了するまで装着部位を動かさないよう注意を促すメッセージを表示部１３０に表示制御する（ステップＳ９）。図７は、ここで表示部１３０に表示される表示画面例を示す図である。表示部１３０に測定開始のメッセージが表示された場合は、被検者２は、指示に従って測定が終了するまで静止して待つ。その後、図６に示すように、測定処理部１５５が測定処理を行い、生体情報を測定する（ステップＳ１１）。そして、処理部１５０が生体情報の測定結果を表示部１３０に表示制御し（ステップＳ１３）、本処理を終える。
【００６７】
ステップＳ１１の測定処理の手順としては、測定処理部１５５は先ず、ステップＳ５で検出された血管位置に基づき測定用発光素子５２及び測定用受光素子５４を選択する。続いて、測定処理部１５５は、照射制御部１５１及び受光制御部１５２の制御のもと、測定用発光素子５２を発光させて測定光を照射し、測定用受光素子５４による受光結果から血管透過光の吸光スペクトルを生成する。そして、測定処理部１５５は、生成した吸光スペクトルから血糖値を得る。例えば、重回帰分析法、主成分回帰分析法、ＰＬＳ回帰分析法、独立成分分析法等の分析法を用いて吸光スペクトルから血糖値を算出する。
【００６８】
一方、生体画像内に基準輝度未満のピクセルが集合した領域が存在しない等、血管位置の検出に失敗した場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、処理部１５０は、装着部位を移動させるよう指示するメッセージを表示部１３０に表示制御する（ステップＳ１５）。その上で、ステップＳ１に戻って生体画像の撮像・表示制御を再度開始し、上記した処理を繰り返す。
【００６９】
図８は、ステップＳ１５の処理により表示部１３０に表示される表示画面例を示す図である。表示部１３０に装着部位の移動を指示するメッセージが表示された場合には、被検者２等の使用者は、その後表示部１３０において再度動画表示される生体画像を見ながら生体情報取得装置１０の装着部位を移動させ、改めて血管を探した上で測定開始操作を入力する。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、生体情報の測定に先立って、表示領域の直下に位置付けられた皮下組織を撮像した生体画像を、その皮下組織と略等倍（略実物大）で動画的に表示することができる。したがって、被検者２等の使用者は、生体画像を見ながら血管を探し、その上で測定開始操作を行うことができる。これによれば、血管が存在しない部位に生体情報取得装置１０が装着された状態で生体情報の測定を開始するといった事態を抑制できるので、血管を容易に特定して生体情報の測定を行うことが可能となる。
【００７１】
なお、上記した実施形態では、タッチパネル１６とセンサーモジュール５０とは画素数が同数で画素ピッチも同一であることとしたが、被検者２の撮像範囲と表示領域とが略同一の大きさを有し、表示領域において撮像範囲を略等倍で表示する構成であれば、画素数や画素ピッチが一致している必要はない。
【００７２】
また、上記した実施形態のように血管を特定したい場合であれば、撮像範囲における任意の撮像点（例えば撮像範囲の中心点）と、表示領域における任意の表示点（例えば表示範囲の中心点）との平面視におけるずれ量が３ｍｍ以下であることが好ましい。特定したい血管の最大幅は３ｍｍ程度であるため、これ以下のずれ量とすることで、血管を見逃すおそれを抑制できる。
【００７３】
また、上記した実施形態で説明したセンサーモジュール５０にかえて、等倍光学系のレンズを有するコンタクトイメージセンサー（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）を用いてセンサーモジュールを構成してもよい。
【００７４】
あるいは、縮小光学系のレンズを有するＣＣＤイメージセンサーを用いてセンサーモジュールを構成してもよい。図９は、この変形例における生体情報取得装置１０の概略的な積層構造を示す図であり、生体情報取得装置１０ａは、上記した実施形態と同様に、タッチパネル１６とセンサーモジュール５０ａとが上下に積層配置されて構成されている。本変形例では、センサーモジュール５０ａは、縮小光学系のレンズ５０１と、可変分光基板５０２と、イメージセンサー基板５０３と、ＬＥＤ基板５０４とを備える。可変分光基板５０２は図２に示した分光層５５、イメージセンサー基板５０３は図２の受光層５１、ＬＥＤ基板５０４は図２の発光層５７にそれぞれ相当する機能を有する。また、タッチパネル１６とセンサーモジュール５０ａとは、タッチパネル１６の表示領域と、センサーモジュール５０ａによる被検者２の撮像範囲（測定光の照射範囲）とが略同一の大きさとなるように設計されており、これにより、表示領域には、上記した実施形態と同様に、表示領域の直下に位置付けられた皮下組織を撮像した生体画像が、その皮下組織と略等倍（略実物大）で表示される。
【００７５】
また、上記した実施形態では、表示フレームレートが撮像フレームレートと同一であることとした。これに対し、撮像フレームレート及び表示フレームレートの一方を他方の整数倍としてもよい。例えば、撮像フレームレートを１０フレーム／秒とし、表示フレームレートを３倍の３０フレーム／秒等としてもよい。
【００７６】
また、上記した実施形態では、生体情報として血糖値を測定することを主として説明したが、本発明は、その他の血液成分を測定する場合にも同様に適用が可能である。例えば、ＧＰＴ（Glutamic Pyruvic Transaminase:グルタミン酸ピルビン酸転移酵素）等の酵素値、アルブミン等の血漿タンパク値、コレステロール値、乳酸値等の測定に適用することができる。
【００７７】
また、本発明は、被検者２の生体情報として、生体内組織の状態を測定する場合にも適用が可能である。例えば、照射波として超音波を被検者の生体内に向けて照射し、生体内組織の状態として血管径を測定する場合や、血管径変化から血圧を測定（推定）する場合にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１０ａ  生体情報処理装置、１６  タッチパネル、５０，５０ａ  センサーモジュール、１１０  センサー部、１１１  発光部、５２  発光素子、１１３  受光部、５４  受光素子、１２０  操作入力部、１３０  表示部、１４０  通信部、１５０  処理部、１５１  照射制御部、１５２  受光制御部、１５３  生体画像生成部、１５４  血管位置取得部、１５５  測定処理部、１６０  記憶部、１６１  測定プログラム、１６２  発光素子リスト、１６３  受光素子リスト、１６４  生体画像データ、１６５  血管位置データ、１６６  照射受光位置データ、１６７  測定結果データ、５０１  レンズ、５０２  可変分光基板、５０３  イメージセンサー基板、５０４  ＬＥＤ基板、２  被検者、７  血管、８  非血管部
【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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