(57)【要約】【課題】非侵襲でかつ精度良く生体成分の変化量を推定する。【解決手段】測定装置１０は、測定部１２Ｄと、推定部１２Ｅと、を備える。測定部１２Ｄは、近赤外領域の波長領域を含む光に対する、生体の測定対象領域Ｅの散乱係数を画素毎に規定した散乱係数分布画像４６を取得する。推定部１２Ｅは、散乱係数分布画像４６に基づいて、生体成分の変化量を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象領域上に配置された反射部材と、
投影画像を、前記反射部材および前記測定対象領域に投影するように投影部を制御する投影制御部と、
前記投影画像の投影された前記反射部材および前記測定対象領域を撮影することによって、前記反射部材の第１画像領域と、前記測定対象領域の第２画像領域と、を含む第１撮影画像を取得するように撮影部を制御する撮影制御部と、
前記第１撮影画像における、前記第１画像領域の画素値に基づいて、前記第２画像領域の画素値を補正する補正部と、
補正後の前記第２画像領域の画素値に基づいて、前記測定対象領域の光学特性を測定する測定部と、
を備える、測定装置。
【請求項２】
前記反射部材は、
照射された光の光量に対して予め定めた割合の光量の光を反射させる、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記反射部材で反射した光は、正反射成分より拡散反射成分の方が大きい、請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前期反射部材における前記投影画像が投影される投影面は、均等拡散反射面である、請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記反射部材における前記投影画像が投影される投影面は、完全拡散反射面である、請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
前記反射部材は、前記測定対象領域に接触配置されている、請求項１に記載の測定装置。
【請求項７】
前記投影画像は、前記反射部材に投影するための第１投影領域と、周期構造を有する縞模様の第２投影領域と、を含み、
前記投影制御部は、前記第１投影領域が前記反射部材に投影され、前記第２投影領域が前記測定対象領域に投影されるように、前記投影部を制御する、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項８】
前記第１投影領域は、
該第１投影領域に含まれる画素の各々の画素値が互いに同じ値である、請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記第１投影領域は、予め定めた模様を示す、請求項７に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記補正部は、
前記第１撮影画像における、前記第１画像領域の画素値の平均値を用いて、前記第２画像領域の画素値を補正する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記補正部は、
前記第１撮影画像における、前記第１画像領域の画素位置ごとの画素値に基づいて、前記第２画像領域における画素値の変動分布を推定し、該変動分布を用いて算出した前記第２画像領域の画素ごとの補正値を用いて、該第２画像領域における画素の各々の画素値を補正する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記投影制御部は、
濃度が互いに異なる複数の領域を含む調整用投影画像を、前記反射部材および前記測定対象領域に投影するように前記投影部を制御し、
前記撮影制御部は、
前記調整用投影画像の投影された前記反射部材および前記測定対象領域を撮影することによって、前記反射部材の第３画像領域と、前記測定対象領域の第４画像領域と、を含む第２撮影画像を取得するように前記撮影部を制御し、
当該測定装置は、
前記第２撮影画像における前記第３画像領域の画素値に基づいて、前記投影部および前記撮影部の少なくとも一方のフォーカスずれ量を算出する算出部と、
前記フォーカスずれ量に基づいて、前記投影部および前記撮影部の少なくとも一方のピントを調整するピント調整部と、
を更に備える、請求項１に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記反射部材における前記投影画像が投影される投影面は、検出マークを有し、
前記補正部は、前記第１撮影画像における前記検出マークの相対位置から、前記第１撮影画像における前記第１画像領域および前記第２画像領域の各々を特定し、前記第１画像領域の画素値に基づいて、前記第２画像領域の画素値を補正する、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記光学特性は、等価散乱係数、および吸収係数、の少なくとも一方である、請求項１に記載の測定装置。
【請求項１５】
前記光学特性に基づいて、生体における前記測定対象領域の生体成分を推定する推定部を備える、請求項１に記載の測定装置。
【請求項１６】
投影画像を、測定対象領域上に配置された反射部材および前記測定対象領域に投影するように投影部を制御するステップと、
前記投影画像の投影された前記反射部材および前記測定対象領域を撮影することによって、前記反射部材の第１画像領域と、前記測定対象領域の第２画像領域と、を含む第１撮影画像を取得するように撮影部を制御するステップと、
前記第１撮影画像における、前記第１画像領域の画素値に基づいて、前記第２画像領域の画素値を補正するステップと、
補正後の前記第２画像領域の画素値に基づいて、前記測定対象領域の光学特性を測定するステップと、
を含む、測定方法。
【請求項１７】
投影画像を、測定対象領域上に配置された反射部材および前記測定対象領域に投影するように投影部を制御するステップと、
前記投影画像の投影された前記反射部材および前記測定対象領域を撮影することによって、前記反射部材の第１画像領域と、前記測定対象領域の第２画像領域と、を含む第１撮影画像を取得するように撮影部を制御するステップと、
前記第１撮影画像における、前記第１画像領域の画素値に基づいて、前記第２画像領域の画素値を補正するステップと、
補正後の前記第２画像領域の画素値に基づいて、前記測定対象領域の光学特性を測定するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、測定装置、測定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
糖尿病あるいは耐糖能異常を持つ患者にとって、血糖値のモニタリングは必須である。血糖値をモニターする代表的な方法として、生体から採血した血液を用いる方法が知られている。
【０００３】
また、痛みの低減や感染症の抑制などの観点から、非侵襲に血糖値などの生体成分を測定する方法が知られている。例えば、生体などの測定対象領域の光学特性から、生体成分を推定する技術が開示されている。具体的には、生体に近赤外光を照射し、生体組織からの拡散反射光や透過光を受光して得られた信号から、生体組織中のグルコース濃度を測定する技術が開示されている。また、測定時に生体に照射する光として、構造化照明を用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開２００９／０１１８６２２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８４７８号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０１２４９８８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】丸尾勝彦著「近赤外分光法による非侵襲血糖値測定の研究」、電気通信大学大学院電気通信学研究科  博士（工学）の学位申請論文、２００７年６月
【非特許文献２】Ｖ．Ｖ．Ｓａｐｏｚｈｎｉｋｏｖａ著、「Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  ｂｌｏｏｄ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  ｓｋｉｎ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｅｘｅｒｔｅｄ  ｂｙ  ａｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｐｒｏｂｅ」，ＢｉｏＭｅｄ．Ｏｐｔ．１３（２）、０２１１１２
【非特許文献３】Ｋｉｒｉｌｌ  Ｖ  Ｌａｒｉｎ、他著、「Ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ  ｏｆ  ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  ｂｌｏｏｄ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ：Ａ  ｐｉｌｏｔ  ｓｔｕｄｙ」、Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ、４８（１０）、２００３、ｐ１３７１−１３９０
【非特許文献４】Ｏ’Ｓｕｌｌｉｖａｎ、他著、「Ｄｉｆｆｕｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｓｐａｔｉａｌｌｙ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｏｒａｌｌｙ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｌｉｇｈｔ」、Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｏｐｔ．１７（７）、０７１３１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来では、測定対象領域の光学特性を、精度良く測定することは困難であった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、精度良く測定対象領域の光学特性を推定することができる、測定装置、測定方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の測定装置は、反射部材と、投影制御部と、撮影制御部と、補正部と、測定部と、を備える。反射部材は、測定対象領域上に配置されている。投影制御部は、投影画像を、前記反射部材および前記測定対象領域に投影するように投影部を制御する。撮影制御部は、前記投影画像の投影された前記反射部材および前記測定対象領域を撮影することによって、前記反射部材の第１画像領域と、前記測定対象領域の第２画像領域と、を含む第１撮影画像を取得するように撮影部を制御する。補正部は、前記第１撮影画像における、前記第１画像領域の画素値に基づいて、前記第２画像領域の画素値を補正する。測定部は、補正後の前記第２画像領域の画素値に基づいて、前記測定対象領域の光学特性を測定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態の測定装置の概略構成図。
【図２】測定装置の機能的構成の一例を示すブロック図。
【図３】第１情報、第２情報、および第３情報の各々のデータ構造の一例を示す図。
【図４】生体の光に対する散乱の説明図。
【図５】測定装置で用いる画像および反射部材の一例の説明図。
【図６】第１撮影画像の一例を示す模式図。
【図７】第１撮影画像の補正の説明図。
【図８】散乱係数分布画像および吸収係数分布画像の生成の説明図。
【図９】空間周波数と拡散振幅反射率との関係を示す線図。
【図１０】生体成分推定処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】生体の光学特性の測定処理の、手順の一例を示すフローチャート。
【図１２】校正用サンプルの、光学特性の測定処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図１３】光学特性の測定結果の一例を示す図。
【図１４】反射部材の一例の説明図。
【図１５】反射部材の一例の説明図。
【図１６】反射部材の一例の説明図。
【図１７】測定装置の概略構成図。
【図１８】反射部材の配置の一例を示す模式図。
【図１９】測定装置の機能的構成の一例を示すブロック図。
【図２０】調整用投影画像の投影の説明図。
【図２１】測定装置で実行する処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図２２】測定装置の一例を示す模式図。
【図２３】ハードウェア構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、測定装置、測定方法、およびプログラムの一の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態の測定装置１０の概略構成図の一例である。
【００１２】
測定装置１０は、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する装置である。測定対象領域Ｅは、測定対象の物体上の領域である。本実施の形態では、測定対象の物体が生体である場合を一例として説明する。生体とは、生きている物体を示す。生体は、例えば、人間や、人間以外の動物や、植物などである。また、本実施の形態では、測定対象領域Ｅは、生体の皮膚上の領域である場合を説明する。なお、測定装置１０による測定対象の物体は、生体に限定されない。また、測定対象領域Ｅは、生体の皮膚上の領域に限定されない。例えば、測定対象領域Ｅは、生体の粘膜や眼底など、非侵襲または低侵襲に光を照射可能な部位であればよい。
【００１３】
光学特性とは、光に対する物質の応答の特性を示す。本実施の形態では、光学特性は、測定対象領域Ｅの散乱係数および吸収係数の少なくとも一方を示す場合を、一例として説明する。
【００１４】
また、本実施の形態では、測定装置１０は、測定した光学特性を用いて、生体成分の変化量を推定する場合を説明する。生体成分は、生体に含まれる成分を示す。生体成分は、具体的には、血液に含まれる成分である。生体成分は、例えば、血糖（具体的には、グルコース）や、水分などである。
【００１５】
以下では、一例として、測定装置１０が、光学特性に基づいて、血糖値の変化量を推定する形態を説明する。しかし、測定装置１０が推定する生体成分の変化量は血糖値の変化量に限定されない。また、測定装置１０は、生体成分そのもの（血糖値そのもの）を推定してよい。
【００１６】
測定装置１０について、具体的に説明する。測定装置１０は、制御部１２と、投影部２６と、撮影部２８と、ビームスプリッタ５０と、反射部材５２と、を備える。制御部１２と、投影部２６および撮影部２８と、は、互いにデータや信号を授受可能に接続されている。
【００１７】
反射部材５２は、測定対象領域Ｅ上に配置されている。反射部材５２は、測定対象領域Ｅに沿った平面状の部材である。反射部材５２は、板状またはシート状である。
【００１８】
本実施の形態では、反射部材５２は、投影部２６および撮影部２８と測定対象領域Ｅとの間で、且つ測定対象領域Ｅ上に配置されるように、測定装置１０の筐体によって支持されている。投影部２６および撮影部２８と、測定対象領域Ｅと、の間に配置とは、投影部２６から測定対象領域Ｅへ到る光の光路上であって、且つ、測定対象領域Ｅから撮影部２８へ到る光の光路上に配置されていることを意味する。
【００１９】
反射部材５２は、入射した光を反射させる部材である。反射部材５２の詳細は、後述する。
【００２０】
投影部２６は、反射部材５２および測定対象領域Ｅへ向かって投影画像（詳細後述）を投影する。すなわち、投影部２６は、反射部材５２を介して測定対象領域Ｅへ向かって投影画像を投影することで、反射部材５２および測定対象領域Ｅへ投影画像を投影する。投影部２６は、例えば、プロジェクタである。
【００２１】
投影部２６は、光源２６Ａと、レンズ２６Ｂと、ＳＬＭ（空間光変調器：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２６Ｃと、レンズ２６Ｄと、を含む。光源２６Ａは、光を出射する。本実施の形態では、光源２６Ａは、近赤外領域の波長領域に含まれる光を出射する場合を説明する。近赤外領域は、例えば、０．７μｍ〜２．５μｍの波長領域である。
【００２２】
光源２６Ａから出射した光は、レンズ２６Ｂによって平行光とされ、ＳＬＭ２６Ｃへ到る。ＳＬＭ２６Ｃは、空間的・時間的に振幅、位相、および偏光を変調する。ＳＬＭ２６Ｃは、例えば、液晶、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＤＬＰ（登録商標）、などである。
【００２３】
ＳＬＭ２６Ｃで変調された光は、レンズ２６Ｄおよびビームスプリッタ５０を介して、測定対象領域Ｅへ到る。このため、投影部２６は、空間周波数の異なる複数種類の光を測定対象領域Ｅへ投影可能であり、且つ、各種類の空間周波数ごとに、位相の異なる複数種類の光を測定対象領域Ｅへ投影可能な構成である。
【００２４】
ビームスプリッタ５０は、投影部２６から投影された光を、反射部材５２および測定対象領域Ｅに向かって反射する。また、ビームスプリッタ５０は、投影部２６から投影された光の、反射部材５２および測定対象領域Ｅによる反射光を透過する。本実施の形態では、ビームスプリッタ５０は、ｓ偏光は反射、ｐ偏光は透過、となる偏光ビームスプリッタであるものとして説明する。
【００２５】
投影部２６から投影された光は、反射部材５２を介して測定対象領域Ｅへ到る。上述したように、反射部材５２は、測定対象領域Ｅ上に配置されている。
【００２６】
このため、投影部２６から投影された光の一部は、反射部材５２によって反射されて撮影部２８へ到る。また、投影部２６から投影された光の他の部分は、反射部材５２を介さずに測定対象領域Ｅへ到る。測定対象領域Ｅへ到った光は、生体の内部へ侵入し、吸収および散乱する。生体の内部で散乱した光の一部は、生体の外部へも散乱する。すなわち、投影部２６から投影され、反射部材５２を介さずに測定対象領域Ｅへ到った光は、測定対象領域Ｅによって反射および拡散されて、撮影部２８へ到る。
【００２７】
上述したように、測定装置１０には、ビームスプリッタ５０が配置されている。ビームスプリッタ５０を配置することで、投影部２６から投影される光と、投影面５３および測定対象領域Ｅによる拡散反射光と、の偏光方向を略直交したものとすることができる。例えば、投影部２６から照射された光が、ｓ偏光で生体に入射する。生体に入射した光の偏光は、生体内での散乱を受けて無偏光の光として拡散反射光となる。この拡散反射光のｐ偏光のみが、ビームスプリッタ５０を透過して撮影部２８へ到り、撮影されることとなる。
【００２８】
このような構成とすることで、反射部材５２や測定対象領域Ｅからの表面反射光といった不要なノイズ光は、ｐ偏光のままであるため、ビームスプリッタ５０で反射される。このため、撮影部２８が、ノイズ光を撮影することが抑制される。
【００２９】
撮影部２８は、反射部材５２および測定対象領域Ｅで散乱および反射した光による、第１撮影画像を取得する。具体的には、撮影部２８は、投影部２６によって光の投影された測定対象領域Ｅを撮影することで、第１撮影画像を取得する。第１撮影画像の詳細は、後述する。
【００３０】
本実施の形態では、撮影部２８は、イメージセンサ２８Ａと、レンズ２８Ｂと、を備える。測定対象領域Ｅで反射および散乱した光は、レンズ２８Ｂを介してイメージセンサ２８Ａへ到る。イメージセンサ２８Ａは、光を電気信号に変換するセンサである。イメージセンサ２８Ａは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサである。
【００３１】
イメージセンサ２８Ａによって第１撮影画像が取得され、制御部１２へ出力される。
【００３２】
次に、測定装置１０の機能的構成を説明する。図２は、測定装置１０の機能的構成の一例を示すブロック図である。
【００３３】
測定装置１０は、制御部１２と、記憶部１４と、ＵＩ（ユーザ・インターフェース）部１６と、投影部２６と、撮影部２８と、反射部材５２と、を備える。記憶部１４、ＵＩ部１６、投影部２６、および撮影部２８と、制御部１２と、は、データおよび信号を授受可能に接続されている。ＵＩ部１６は、入力部１８と、表示部２０と、を含む。
【００３４】
本実施の形態では、測定装置１０は、制御部１２と、記憶部１４と、入力部１８と、表示部２０と、投影部２６と、撮影部２８と、反射部材５２と、が一体的に設けられた構成である場合を説明する。しかし、測定装置１０は、制御部１２、記憶部１４、入力部１８、表示部２０、投影部２６、撮影部２８、および、反射部材５２の少なくとも１つが、他の機能部と別体として構成されていてもよい。
【００３５】
入力部１８は、ユーザが各種の操作入力を行う機能部である。入力部１８は、例えば、マウス、ボタン、リモコン、キーボード、マイク等の音声認識装置、および画像認識装置などの１または複数を組み合せたものである。
【００３６】
表示部２０は、各種画像を表示する公知の表示装置である。表示部２０は、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【００３７】
なお、入力部１８および表示部２０は、一体的に構成されていてもよい。具体的には、入力部１８および表示部２０は、入力機能および表示機能の双方を備えたＵＩ（Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１６として構成されていてもよい。ＵＩ部１６には、例えば、タッチパネル付ＬＣＤなどがある。
【００３８】
記憶部１４は、各種データを記憶する。本実施の形態では、記憶部１４は、異常を示す変化量と、第１情報と、第２情報と、第３情報と、を記憶する。
【００３９】
異常を示す変化量は、医学的観点から異常であるとみなす、血糖値の変化量を示す。異常を示す変化量は、予め記憶部１４に記憶する。なお、異常を示す変化量は、ユーザによる入力部１８の操作により、適宜変更可能としてもよい。
【００４０】
第１情報は、取得タイミングと、血糖値の変化量と、を対応づけた情報である。第１情報は、更に他の情報を対応づけた形態であってもよい。
【００４１】
第２情報は、第１時間帯と、異常を示す変化量と、を対応づけた情報である。第３情報は、血糖値の変化量と、散乱係数の変化量と、を対応づけた情報である。
【００４２】
図３は、第１情報３０、第２情報３２、および第３情報３４の各々のデータ構造の一例を示す図である。
【００４３】
図３（Ａ）は、第１情報３０のデータ構造の一例を示す図である。図３（Ａ）に示す例では、第１情報３０は、ユーザＩＤと、測定ＩＤと、取得タイミングと、血糖値の変化量と、を対応づけた情報である。第１情報３０のデータ形式は限定されず、例えば、テーブルであってもよいし、データベースであってもよい。
【００４４】
ユーザＩＤは、測定装置１０を使用するユーザを識別する識別情報である。測定ＩＤは、測定タイミングを識別する情報である。測定タイミングは、測定装置１０に電力が供給されて血糖値の変化量の推定が開始されてから、生体の同一の測定対象領域Ｅに基づく血糖値の変化量の推定が終了または電力供給が遮断（すなわち、電源オフ）されるまで、を１回とした測定のタイミングを示す。
【００４５】
取得タイミングは、後述する制御部１２による、光学特性の取得（測定）タイミングを示す。詳細は後述するが、制御部１２は、複数の第１撮影画像を用いて光学特性を測定する。取得タイミングは、光学特性の測定に用いた複数の第１撮影画像（詳細後述）の撮影タイミングの内、１つの撮影タイミングと一致する。例えば、取得タイミングは、光学特性の測定に用いた複数の第１撮影画像の撮影タイミングの内、最も早い撮影タイミングと一致する。取得タイミングは、例えば、年、月、日、時間、分、秒を含む。
【００４６】
なお、図３（Ａ）に示す例では、取得タイミングは、１０分おきである場合を示した。しかし、取得タイミングは、１０分おきに限定されない。例えば、取得タイミングは、１分〜１０分おきであってもよいし、これらの間隔以外であってもよい。
【００４７】
血糖値の変化量は、１つの光学特性ごと（すなわち、１つの取得タイミングごと）に算出され、第１情報３０に登録される。
【００４８】
血糖値の変化量は、基準の血糖値に対する変化量を示す。基準の血糖値は、例えば、基準として定めた取得タイミングの血糖値に対する、他の取得タイミングの血糖値の変化量を示す。取得タイミングの血糖値は、具体的には、光学特性の測定に用いた第１撮影画像４０の撮影タイミングにおける、生体の測定対象領域Ｅの血糖値を示す。
【００４９】
基準として定めた取得タイミングは、例えば、同一のユーザＩＤによって識別されるユーザの、同一の測定ＩＤによって識別される測定タイミングにおける、最初の（初回の）取得タイミングの血糖値である。また、基準として定めた取得タイミングは、例えば、前回の取得タイミングの血糖値であってもよい。
【００５０】
第１情報３０に登録される血糖値の変化量は、後述する制御部１２の処理によって算出され、取得タイミングに対応づけて第１情報３０に登録される。
【００５１】
図３（Ｂ）は、第２情報３２のデータ構造の一例を示す図である。第２情報３２は、第１時間帯と、第１時間帯に対応する異常を示す変化量と、を対応づけた情報である。第１時間帯は、例えば、測定対象の生体成分の種類に応じた変化量について、医学的観点から注視すべき時間帯を示す。
【００５２】
例えば、生体成分が血糖値である場合、早朝の時間帯における血糖値の変化量が、医学的観点から問題となる場合がある。この場合、第１時間帯は、早朝を示す時間帯（例えば、午前３時から午前８時）である。また、生体成分が血糖値である場合、食後の時間帯における血糖値の変化量が、医学的観点から問題となる場合もある。この場合、第１時間帯には、食後を示す時間帯（例えば、午前７時から午前８時、午後１２時から午後１時など）である。
【００５３】
第１時間帯に対応する異常を示す変化量は、対応する第１時間帯において、医学的観点から異常であるとみなす血糖値の変化量を示す。
【００５４】
記憶部１４は、予め第２情報３２を記憶する。なお、第２情報３２に含まれる、第１時間帯と異常を示す変化量との組合せは、１種類に限定されない。すなわち、第２情報３２に、第１時間帯と異常を示す変化量との組合せを複数種類登録した形態であってよい。なお、第２情報３２は、ユーザによる操作指示などにより、適宜変更可能としてもよい。
【００５５】
図３（Ｃ）は、第３情報３４のデータ構造の一例を示す図である。第３情報３４は、血糖値の変化量と、散乱係数の変化量と、を対応づけた情報である。
【００５６】
ここで、生体の光に対する散乱係数は、グルコースの血中濃度（すなわち血糖値）と相関がある。
【００５７】
図４は、生体の光に対する散乱の説明図である。生体の散乱は、細胞外液（ＥＣＦ：Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｆｌｕｉｄ）Ｂと、細胞構成要素やタンパク質凝集体などの微小浮遊物体Ａと、の屈折率差に起因する。
【００５８】
近赤外領域の光に対する細胞外液Ｂの屈折率ｎＥＣＦは、１．３５〜１．３６である。また、散乱体として機能する微小浮遊物体Ａの屈折率ｎＳは、１．３５〜１．４１である。生体中のグルコース濃度が増加すると、細胞外液Ｂの屈折率も増加する。この屈折率の増加分をδｎｇｌｃｏｓｅとする。すると、細胞外液Ｂと微小浮遊物体Ａとの屈折率差Δｎは、下記式（Ａ）で表せる。
【００５９】
Δｎ＝ｎＳ−ｎＥＣＦ＋δｎｇｌｃｏｓｅ    ・・・式（Ａ）
【００６０】
式（Ａ）に示すように、グルコース濃度が増加するほど、屈折率差Δｎは小さくなる。生体内の散乱係数は、Ｍｉｅ散乱理論モデルに適合する。このため、屈折率差Δｎが小さいほど、生体の散乱係数も小さくなる。
【００６１】
例えば、血中のグルコース濃度の変化量に対して、散乱係数は、０．６％ｍＭ−１（０．３３％／（１０ｍｇ／ｄＬ））の割合で変化する。
【００６２】
そこで、本実施の形態では、散乱係数の変化量に対する血糖値の変化量を予め測定または算出する。そして、測定または算出した、散乱係数の変化量と血糖値の変化量と、を対応づけて第３情報３４に予め登録する。
【００６３】
図２に戻り、制御部１２は、測定装置１０を制御する。制御部１２は、投影制御部１２Ａと、撮影制御部１２Ｂと、補正部１２Ｃと、測定部１２Ｄと、推定部１２Ｅと、記憶制御部１２Ｋと、受付部１２Ｍと、表示制御部１２Ｎと、を有する。
【００６４】
投影制御部１２Ａ、撮影制御部１２Ｂ、補正部１２Ｃ、測定部１２Ｄ、推定部１２Ｅ、記憶制御部１２Ｋ、受付部１２Ｍ、および、表示制御部１２Ｎの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
【００６５】
投影制御部１２Ａは、投影画像を、反射部材５２および測定対象領域Ｅに投影するように、投影部２６を制御する。投影画像は、測定装置１０で測定対象領域Ｅの光学特性を測定するときに、反射部材５２および測定対象領域Ｅに投影する画像である。
【００６６】
ここで、上述したように、反射部材５２は、測定対象領域Ｅ上に配置されている。このため、投影部２６が測定対象領域Ｅに投影画像を投影することで、投影画像の一部の領域は反射部材５２によって反射され、投影画像の他の領域は測定対象領域Ｅによって拡散および反射される。
【００６７】
図５は、測定装置１０で用いる画像および反射部材５２の一例の説明図である。
【００６８】
図５（Ａ）は、投影画像Ｐの一例を示す模式図である。投影画像Ｐは、第１投影領域Ｐ１と、第２投影領域Ｐ２と、を含む。本実施の形態では、投影画像Ｐは、第１投影領域Ｐ１と、第２投影領域Ｐ２と、から構成される。
【００６９】
第１投影領域Ｐ１は、投影画像Ｐにおける、反射部材５２に投影するための領域である。第２投影領域Ｐ２は、測定対象領域Ｅに投影するための領域である。言い換えると、第２投影領域Ｐ２は、反射部材５２を介さずに、測定対象領域Ｅへ投影するための領域である。
【００７０】
本実施の形態では、第２投影領域Ｐ２は、周期構造を有する縞模様の領域であるものとして説明する。詳細には、第２投影領域Ｐ２は、特定の空間周波数を有する縞模様（周期構造）の領域である。第２投影領域Ｐ２の縞模様は、構造化照明によって実現される。
【００７１】
本実施の形態では、投影制御部１２Ａは、空間周波数の異なる複数種類の第２投影領域Ｐ２を含む投影画像Ｐを生成し、測定対象領域Ｅへ投影するように投影部２６を制御する。また、投影制御部１２Ａは、各種類の空間周波数ごとに、位相の異なる複数種類の第２投影領域Ｐ２を含む投影画像Ｐを生成し、測定対象領域Ｅへ投影するように、投影部２６を制御する。
【００７２】
一方、第１投影領域Ｐ１は、本実施の形態では、第１投影領域Ｐ１に含まれる画素の各々の画素値が互いに同じ値の領域であるものとして説明する。
【００７３】
なお、投影画像Ｐに含まれる第１投影領域Ｐ１の画素値は、複数の投影画像Ｐ間で同じである。一方、投影画像Ｐに含まれる第２投影領域Ｐ２は、空間周波数および位相の少なくとも一方が、複数の投影画像Ｐ間で異なる。
【００７４】
なお、投影画像Ｐにおける、第１投影領域Ｐ１の模様と第２投影領域Ｐ２の模様は、同じ模様であってもよい。すなわち、投影画像Ｐの全領域が、第２投影領域Ｐ２によって示される模様であってもよい。
【００７５】
また、第１投影領域Ｐ１は、含まれる画素の各々画素値が同じ値である形態や、第２投影領域Ｐ２と同じ模様である形態に限定されない。例えば、第１投影領域Ｐ１は、予め定めた模様を示す領域であってもよい。詳細には、第１投影領域Ｐ１は、各画素位置の画素の画素値が、画素位置ごとに予め定められた画素値であればよく、含まれる画素値が互いに同じである形態に限定されない。例えば、第１投影領域Ｐ１は、第１投影領域Ｐ１上を通る任意の仮想直線の一端側から他端側に向かって、画素値が高くなる領域であってもよいし、画素値が小さくなる領域であってもよいし、画素値が周期的に変動する領域であってもよい。
【００７６】
本実施の形態では、投影制御部１２Ａは、投影画像Ｐにおける第１投影領域Ｐ１が反射部材５２に投影され、投影画像Ｐにおける第２投影領域Ｐ２が測定対象領域Ｅに投影されるように、投影部２６を制御する。制御部１２は、投影部２６による投影画像Ｐの投影位置を調整することで、この制御を行えばよい。
【００７７】
図５（Ｂ）は、反射部材５２の一例を示す模式図である。反射部材５２の投影面５３は、照射された光の光量に対して予め定めた割合の光量の光を反射させる。投影面５３は、反射部材５２における、投影画像Ｐの投影される側の面である。
【００７８】
なお、反射部材５２の投影面５３は、投影面５３で反射した光に含まれる正反射成分より拡散反射成分の方が大きいことが好ましい。投影面５３の正反射成分より拡散反射成分が大きいと、反射強度の角度依存性の低減を図ることができる。このため、反射部材５２の取り付け角度精度が厳しくなることや、測定中の反射部材５２の角度ずれによる反射強度の変動を抑制することができる。
【００７９】
反射部材５２の投影面５３の構成材料は、例えば、硫酸バリウム、酸化マグネシウムなどである。なお、反射部材５２は、目の細かな紙であってもよい。
【００８０】
また、反射部材５２における投影面５３は、均等拡散反射面であることが好ましい。また、反射部材５２における投影面５３は、完全拡散反射面であることが特に好ましい。
【００８１】
上述したように、制御部１２は、投影画像Ｐにおける第１投影領域Ｐ１が反射部材５２に投影され、投影画像Ｐにおける第２投影領域Ｐ２が測定対象領域Ｅに投影されるように、投影部２６を制御する。
【００８２】
図５（Ｃ）は、測定対象領域Ｅに反射部材５２を介して投影された状態の投影画像Ｐを示す模式図である。図５（Ｃ）に示すように、後述する制御部１２の制御によって、投影画像Ｐにおける第１投影領域Ｐ１が反射部材５２に投影され、投影画像Ｐにおける第２投影領域Ｐ２が測定対象領域Ｅに投影される。
【００８３】
図２に戻り、撮影制御部１２Ｂは、撮影部２８を制御する。本実施の形態では、撮影制御部１２Ｂは、投影画像Ｐの投影された、反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影するように、撮影部２８を制御する。撮影制御部１２Ｂの制御によって、撮影部２８は撮影を行う。撮影部２８は、投影画像Ｐの投影された反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影することで、第１撮影画像を得る。
【００８４】
図５（Ｄ）は、第１撮影画像４０の一例を示す模式図である。第１撮影画像４０は、第１画像領域Ｓ１と、第２画像領域Ｓ２と、を含む。本実施の形態では、第１撮影画像４０は、第１画像領域Ｓ１と第２画像領域Ｓ２と、から構成される。
【００８５】
第１画像領域Ｓ１は、第１投影領域Ｐ１の投影された反射部材５２の撮影によって得られた画像領域である。第２画像領域Ｓ２は、第２投影領域Ｐ２の投影された測定対象領域Ｅの撮影によって得られた画像領域である。
【００８６】
なお、反射部材５２と測定領域Ｅの反射率が略同じである場合、第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１（第１投影領域Ｐ１に対応する領域）の画素値は、同じ第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２（第２投影領域Ｐ２に対応する領域）における最も明るい画素の画素値より小さく（暗く）、且つ、該第２画像領域Ｓ２における最も暗い画素の画素値より大きい（明るい）、画素値となるように、投影画像Ｐを調整することが好ましい。これは、第１投影領域Ｐ１の投影された反射部材５２を撮影する撮影部２８（イメージセンサ２８Ａ）のダイナミックレンジを、測定対象領域Ｅの撮影に効果的に活かすためである。
【００８７】
ここで、上述したように、本実施の形態では、投影制御部１２Ａは、空間周波数の異なる複数種類の第２投影領域Ｐ２を含む投影画像Ｐを生成し投影するように、投影部２６を制御する。また、投影制御部１２Ａは、各種類の空間周波数ごとに、位相の異なる複数種類の第２投影領域Ｐ２を含む投影画像Ｐを生成し投影するように、投影部２６を制御する。
【００８８】
このため、投影制御部１２Ａによる投影部２６の制御によって、空間周波数ｆｋ（ｋは、１以上の整数）の各々について、位相ａｍ（ｍは１以上の整数）の各々の縞模様の第２画像領域Ｓ２と、上記第１画像領域Ｓ１と、を含む投影画像Ｐが順次生成され、測定対象領域Ｅに投影される。
【００８９】
なお、位相ａｍは、位相２πｐ／ｂ（ｂはｍ＋２以上の整数（すなわち、ｍ＝１の場合、ｂ＝３），ｐは｜ｐ｜≦ｂとなる整数）を示す。
【００９０】
詳細には、投影制御部１２Ａは、空間周波数ｆｋの異なる複数種類の構造化照明による第２投影領域Ｐ２と、上記画素値の第１投影領域Ｐ１と、を含む投影画像Ｐを投影するように、投影部２６を制御する。
【００９１】
このとき、投影制御部１２Ａは、第２投影領域Ｐ２における各種類の空間周波数ｆｋについて、位相の異なる構造化照明による第２投影領域Ｐ２を投影するように、投影部２６を制御する。言い換えると、投影制御部１２Ａは、１種類の空間周波数ｆｋについて、位相を２π／ｍずつ均等に変化させた構造化照明による第２投影領域Ｐ２を投影するように、投影部２６を制御する。
【００９２】
具体的には、投影制御部１２Ａは、投影対象の第１投影領域Ｐ１の画素値を示す第１投影指示と、投影対象の第２投影領域Ｐ２の空間周波数ｆｋと位相ａｍとを含む第２投影指示と、を含む投影指示を、投影部２６へ送信する。投影指示を受付けた投影部２６は、投影指示の第１投影指示に含まれる画素値を読取ることで、第１投影領域Ｐ１を生成し、投影指示の第２投影指示に含まれる空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの構造化照明による第２投影領域Ｐ２を生成し、投影画像Ｐを投影する。
【００９３】
第２投影領域Ｐ２の生成としては、例えば、投影部２６（具体的にはＳＬＭ２６Ｃ）が、正弦波を、第２投影指示に含まれる空間周波数ｆｋ、位相ａｍで変調した構造化照明を生成することで行えばよい。
【００９４】
そして、空間周波数および位相の少なくとも一方の異なる新たな第２投影領域Ｐ２と、上記画素値の第１投影領域Ｐ１と、を含む投影画像Ｐが投影部２６によって投影される度に、撮影制御部１２Ｂは、反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影した第１撮影画像４０を取得するように、撮影部２８を制御する。
【００９５】
このため、撮影部２８は、各空間周波数および各位相の第２投影領域Ｐ２に対応する第２画像領域Ｓ２と、反射部材５２の第１画像領域Ｓ１と、を含む、複数の第１撮影画像４０を得ることとなる。すなわち、撮影制御部１２Ｂは、は、第２投影領域Ｐ２の空間周波数の種類の数ｋと、位相の種類の数ｍと、の乗算値に相当する数（ｋ×ｍ）の、第１撮影画像４０を得る。
【００９６】
図６は、第１撮影画像４０の一例を示す模式図である。図６に示すように、本実施の形態では、撮影部２８は、第１画像領域Ｓ１と、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの少なくとも一方の異なる複数種類の第２画像領域Ｓ２と、を含む複数の第１撮影画像４０（４０１１〜４０ｋｍ）を得る。
【００９７】
図２に戻り、補正部１２Ｃは、複数の第１撮影画像４０の各々について、第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて該第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。
【００９８】
ここで、撮影部２８で第１撮影画像４０を取得する際、同じ被写体の同じ領域を撮影した場合であっても、得られる第１撮影画像４０の画素値が変動する場合がある。
【００９９】
例えば、光源２６Ａに用いられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やランプから出射する光の光量は、印加される駆動電圧や電流などの揺らぎなどにより変動する場合がある。また、光源２６Ａから出射する光の光量は、環境温度によって変動する場合もある。また、ＳＬＭ２６Ｃとして用いられるＤＭＤでは、強度変調をパルス幅変調（ＰＷＭ）で行っているため、露光量にばらつきが生じる場合がある。これは、同じ露光時間であっても、露光開始時間が異なれば、露光時間に含まれるＰＷＭの波形が異なるためである。
【０１００】
また、ＳＬＭ２６Ｃとして液晶表示デバイスを利用する場合、液晶素子の温度特性により、透過率および反射率の少なくとも一方が変動する場合がある。また、イメージセンサ２８Ａに用いられるＣＣＤやＣＭＯＳは、環境温度により感度が変動する場合がある。
【０１０１】
このように、撮影部２８で得られた第１撮影画像４０の画素値は、環境温度や電源投入からの経過時間などによって変動する場合がある。このため、撮影部２８で得られた第１撮影画像４０を用いて、測定対象領域Ｅの光学特性を測定すると、精度が低下する場合があった。
【０１０２】
具体的には、構造化照明を用いて散乱係数の測定を行った場合、撮影画像に含まれる画素値の強度変化と、測定される散乱係数の変化と、は略同じである。撮影画像の画素値が０．４％変化すると、測定される散乱係数は約０．５％変化する。この変化は、１５ｍｇ／ｄｌの血糖値変化に相当する。血糖値を±１５ｍｇ／ｄｌの精度で測定するためには、撮影画像の画素値の強度のばらつきは、０．４％以下に抑える必要がある。
【０１０３】
そこで、本実施の形態では、測定装置１０の制御部１２は、補正部１２Ｃを備える。
【０１０４】
ここで、上述したように、反射部材５２に投影される第１投影領域Ｐ１の画素値は、投影画像Ｐ間で一定である。このため、第１投影領域Ｐ１の投影された反射部材５２を撮影した第１画像領域Ｓ１の画素値の、投影画像Ｐ間における変動は、測定装置１０の環境温度や電源投入からの経過時間などによる変動に比例する。
【０１０５】
このため、本実施の形態では、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて、該第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。補正部１２Ｃは、撮影部２８で得られた複数の第１撮影画像４０の各々について、第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。
【０１０６】
本実施の形態では、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１の画素値の平均値を用いて、該第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。
【０１０７】
具体的には、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１の画素値の平均値ｍｒｅｆを算出する。そして、補正部１２Ｃは、予め定めた基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄを該平均値で除算した除算値（ｍｒｅｆ，ｓｔｄ／ｍｒｅｆ）を算出する。
【０１０８】
さらに、補正部１２Ｃは、第２画像領域Ｓ２の各画素の画素値の各々に、該除算値（ｍｒｅｆ，ｓｔｄ／ｍｒｅｆ）を乗算した値を、第２画像領域Ｓ２の各画素の補正後の画素値として用いる。これによって、補正部１２Ｃは、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。
【０１０９】
なお、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄは、予め定めた値であってもよいし、光学特性が既知の校正用サンプルを用いて算出した値であってもよい（詳細後述）。また、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄは、各測定タイミングにおいて、最初に撮影した第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値の平均値であってもよい。また、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄは、複数の第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値の平均値であってもよい。
【０１１０】
なお、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１を構成する全ての画素の画素値の平均値を用いて、補正を行ってもよい。また、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０の第１画像領域Ｓ１における、一部の領域Ｃを構成する画素の各々の画素値の平均値を用いて、補正を行ってもよい。
【０１１１】
図７は、第１撮影画像４０の補正の説明図である。図７（Ａ）に示すように、撮影制御部１２Ｂ（撮影部２８）は、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの少なくとも一方の互いに異なる複数種類の第２投影領域Ｐ２を各々含む、複数の第１撮影画像４０を得る。図７には、ある空間周波数ｆｋにおける、位相ａｍの異なる複数の第１撮影画像４０（４０ｋ１〜４０ｋｍ）を、一例として示した。
【０１１２】
なお、図７には、第２投影領域Ｐ２を構成するための構造化照明の光として、６６０ｎｍ±５ｎｍの波長の光を用いた場合を示した。しかし、構造化照明の光は、近赤外領域の波長領域を含む光であればよく、この値に限定されない。なお、生体の光に対する吸収係数および散乱係数には、波長特性がある。このため、構造化照明の光として用いる波長の帯域は、±１０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【０１１３】
そして、補正部１２Ｃは、複数の第１撮影画像４０の各々について、各第１撮影画像４０に含まれる第１画像領域Ｓ１の画素値を用いて、各第１撮影画像４０に含まれる第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。
【０１１４】
なお、以下では、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正した後の第１撮影画像４０を、補正撮影画像４１と称して説明する場合がある。
【０１１５】
図７（Ｂ）は、補正撮影画像４１の一例を示す模式図である。補正部１２Ｃによって、複数の第１撮影画像４０の各々に対応する、第２画像領域Ｓ２の画素値の補正された補正撮影画像４１が得られる。
【０１１６】
このため、補正撮影画像４１は、環境温度や電源投入からの経過時間などによる画素値の変動が補正された画像となっている。
【０１１７】
図２に戻り、測定部１２Ｄは、補正後の第１撮影画像４０（すなわち補正撮影画像４１）における第２画像領域Ｓ２の画素値に基づいて、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する。すなわち、測定部１２Ｄは、第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２を第１画像領域Ｓ１の画素値を用いて補正した後の、該第２画像領域Ｓ２の画素値を用いて、光学特性を測定する。
【０１１８】
すなわち、測定部１２Ｄは、環境温度や電源投入からの経過時間などによる画素値の変動の除去された第２画像領域Ｓ２を用いて、光学特性を測定する。このため、測定部１２Ｄは、高精度に測定対象領域Ｅの光学特性を測定することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、測定部１２Ｄは、測定対象領域Ｅの散乱係数および吸収係数の双方を、測定対象領域Ｅの光学特性として測定する場合を説明する。
【０１２０】
そして、更に、本実施の形態では、測定部１２Ｄは、測定した光学特性から、散乱係数分布画像と、吸収係数分布画像と、を生成する場合を説明する。
【０１２１】
散乱係数分布画像は、生体の測定対象領域Ｅの散乱係数を画素毎に規定した画像である。吸収係数分布画像は、光に対する吸収係数を画素毎に規定した画像である。光は、上述したように、近赤外領域の波長領域を含む。
【０１２２】
測定部１２Ｄは、同一位置の測定対象領域Ｅについて、複数の散乱係数分布画像を生成する。すなわち、測定部１２Ｄは、１回の測定タイミングにおいて、複数の散乱係数分布画像を生成する。また、本実施の形態では、測定部１２Ｄは、１回の測定タイミングごとに、１組の吸収係数分布画像と散乱係数分布画像とを生成する。
【０１２３】
本実施の形態では、測定部１２Ｄは、撮影によって撮影部２８が取得した第１撮影画像４０から、画素ごとの光学特性（散乱係数および吸収係数）を測定する。これによって、測定部１２Ｄは、散乱係数分布画像および吸収係数分布画像を生成する。
【０１２４】
図８は、散乱係数分布画像４６および吸収係数分布画像４４の生成の説明図である。
【０１２５】
上述したように、補正部１２Ｃの補正によって、複数の補正撮影画像４１が生成される。この複数の補正撮影画像４１は、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの異なる第２投影領域Ｐ２の投影された測定対象領域Ｅの第２画像領域Ｓ２と、第１投影領域Ｐ１の投影された反射部材５２の第２画像領域Ｓ２と、を含む第１撮影画像４０について、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正したものである。
【０１２６】
測定部１２Ｄは、第１画像領域Ｓ１と、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの各々に対応する補正後の第２画像領域Ｓ２と、を含む複数の補正撮影画像４１の各々を用いて、以下の処理を行う。
【０１２７】
測定部１２Ｄは、補正部によって補正された複数の補正撮影画像４１（図７（Ｂ）参照）の各々を用いて、空間周波数ｆｋごとに、画素毎の拡散振幅強度（Ｍａｃ（ｒ，ｆｋ））を算出する。
【０１２８】
拡散振幅強度を示すＭａｃ（ｒ，ｆｋ）における、ｒは、画素の位置を示す。言い換えると、測定部１２Ｄは、補正撮影画像４１から、画素毎に拡散振幅強度を規定した拡散振幅強度画像を生成する。すなわち、測定部１２Ｄは、各空間周波数ｆｋに対応する位相ａｍの異なる補正後の第２画像領域Ｓ２を含む、複数の補正撮影画像４１を用いて、各空間周波数ｆｋごとに、画素毎の拡散振幅強度（Ｍａｃ（ｒ，ｆｋ））を規定した拡散振幅強度画像を生成する。
【０１２９】
図８（Ａ）は、拡散振幅強度画像４２の一例を示す図である。図８（Ａ）に示す拡散振幅強度画像４２（拡散振幅強度画像４２１〜拡散振幅強度画像４２ｋ）の各々は、各周波数ｆ１〜ｆｋの各々に対応する補正撮影画像４１の各々から算出した、拡散振幅強度画像４２の一例である。
【０１３０】
ここで、本実施の形態では、吸収係数および散乱係数が既知の校正用サンプルを用意する。校正用サンプルは、例えば、吸収係数および散乱係数が既知の、生体疑似ファントムである。この生体疑似ファントムは、吸収係数および散乱係数が一様なものが望ましい。校正用サンプルは、予め用意すればよい。
【０１３１】
そして、投影制御部１２Ａ、撮影制御部１２Ｂ、および補正部１２Ｃは、生体に代えて校正用サンプルを測定対象とする以外は、上記と同様にして、第１撮影画像４０を取得する。そして、投影制御部１２Ａ、撮影制御部１２Ｂ、および補正部１２Ｃは、上記と同様にして、各空間周波数ｆｋの各々における位相の異なる第２画像領域Ｓ２を含む、校正用の補正撮影画像４１を得る。
【０１３２】
そして、測定部１２Ｄは、校正用の補正撮影画像４１を用いて、空間周波数ｆｋごとに、校正用の、画素毎の拡散振幅強度Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｆｋ）を算出する。Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｒ，ｆｋ）における、ｒは、画素の位置を示す。すなわち、測定部１２Ｄは、校正用の補正撮影画像４１から、画素毎に拡散振幅強度を規定した、校正用の拡散振幅強度画像４２を生成する。
【０１３３】
ここで、生体の、構造化照明の光に対する拡散振幅反射率は、下記式（１）に示すように解析的に表すことができる。下記式（１）は、放射輸送方程式（Ｒａｄｉａｔｉｖｅ  ｔｒaｎｓｆeｒ  eｑｕａｔｉｏｎ）を拡散近似することで得られる拡散方程式に、空間的な正弦波変調光源を適用したときの，拡散振幅反射率を表す式である。
【０１３４】
【数１】
2017113461.tif 000003
【０１３５】
式（１）中、Ｒｄ（ｆ）は、拡散振幅反射率を示す。ｆｋは、空間周波数を示す。Ａは、比例係数であり、下記式（２）で表される。
【０１３６】
【数２】
2017113461.tif 000004
【０１３７】
式（２）中、ｎは、生体の測定波長における屈折率である。
【０１３８】
また、式（１）中、μｔｒは、輸送係数であり、下記式（３）で表される。式（１）中、μｅｆｆは、下記式（４）で表され、μ’ｅｆｆは、下記式（５）で表され、ａ’は、等価アルベドであり、下記式（６）で表される。
【０１３９】
【数３】
2017113461.tif 000005
【０１４０】
式（３）中、μａは、吸収係数を示す。μ’ｓは、等価散乱係数を示す。
【０１４１】
【数４】
2017113461.tif 000006
【０１４２】
【数５】
2017113461.tif 000007
【０１４３】
【数６】
2017113461.tif 000008
【０１４４】
測定部１２Ｄは、校正用サンプルの吸収係数と散乱係数を、上記式（１）にあてはめる。これにより、測定部１２Ｄは、空間周波数ｆｋの各々について、校正用サンプルにおける、拡散振幅反射率Ｒｄ（ｆｋ）を求める。以下、校正用サンプルの、各空間周波数ｆｋにおける拡散振幅反射率Ｒｄ（ｆｋ）を、Ｒｄ，ｒｅｆ（ｆｋ）とする。
【０１４５】
そして、測定部１２Ｄは、下記式（７）を用いて、空間周波数ｆｋごとに、画素毎の拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）を求める。
【０１４６】
【数７】
2017113461.tif 000009
【０１４７】
そして、測定部１２Ｄは、空間周波数ｆｋごとに求めた画素毎の拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）から、画素毎の吸収係数μａと等価散乱係数μ’ｓを算出する。
【０１４８】
すなわち、測定部１２Ｄは、補正撮影画像４１における、空間周波数ｆｋの各々に対応する第２画像領域Ｓ２の画素毎の拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）から、画素毎の吸収係数μａと等価散乱係数μ’ｓを算出する。
【０１４９】
これにより、測定部１２Ｄは、測定対象領域Ｅの光学特性として、測定対象領域Ｅにおける、画素毎の吸収係数と等価散乱係数を測定する。
【０１５０】
本実施の形態では、測定部１２Ｄは、非線形回帰により、画素毎の吸収係数μａと等価散乱係数μ’ｓを算出する。
【０１５１】
図９は、ある画素における、空間周波数ｆｋと拡散振幅反射率との関係を示す線図である。測定部１２Ｄは、画素毎に、空間周波数ｆｋに対応する、算出した拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）をプロットする。
【０１５２】
これらの測定点（プロット）は、拡散方程式である式（１）に従う。このため、測定部１２Ｄは、式（１）によって示される関数を用いて、非線形回帰により、吸収係数μａと等価散乱係数μ’Ｓとを算出する。
【０１５３】
そして、測定部１２Ｄは、画素毎に算出した等価散乱係数μ’Ｓを、対応する画素位置に配置することで、生体の測定対象領域Ｅの散乱係数を画素毎に規定した、散乱係数分布画像を生成する。
【０１５４】
また、測定部１２Ｄは、画素毎に算出した吸収係数μａを、対応する画素位置に配置することで、生体の測定対象領域Ｅの吸収係数を画素毎に規定した、吸収係数分布画像を生成する。
【０１５５】
図８に戻り、図８（Ｃ）は、吸収係数分布画像４４の一例を示す図である。図８（Ｂ）は、散乱係数分布画像４６の一例を示す図である。
【０１５６】
ここで、波長６６０ｎｍの光は、生体に含まれるヘモグロビンによる吸収が多い。このため、図８（Ｃ）に示すように、吸収係数分布画像４４には、生体の測定対象領域Ｅにおける皮膚の表面近くの静脈の経路が確認できる。
【０１５７】
以上のようにして、測定部１２Ｄは、測定対象領域Ｅの散乱係数分布画像４６および吸収係数分布画像４４を取得する。すなわち、本実施の形態では、測定部１２Ｄは、第１撮影画像４０を補正した補正撮影画像４１を用いて、測定対象領域Ｅの等価散乱係数および吸収係数を算出（測定）する。
【０１５８】
また、測定部１２Ｄは、測定対象領域Ｅの画素毎の等価散乱係数および吸収係数の各々を規定した、散乱係数分布画像４６および吸収係数分布画像４４を生成する。
【０１５９】
また、制御部１２では、各測定タイミングにおいて、上記投影画像Ｐを反射部材５２および測定対象領域Ｅへ投影し、第１撮影画像４０を得る。そして制御部１２では、上述したように、第１撮影画像４０を補正した補正撮影画像４１を生成し、補正撮影画像４１を用いて、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する。そして、制御部１２では、光学特性の測定結果から、吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を得る。
【０１６０】
制御部１２では、この一連の工程を、各測定タイミングにおいて繰り返す。このため、制御部１２では、測定タイミングごとに、複数の取得タイミングの各々に対応する、吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を得ることとなる。
【０１６１】
このため、上述した“取得タイミング”とは、具体的には、第１投影領域Ｐ１と、空間周波数と位相を変えた構造化照明による第２投影領域Ｐ２と、を含む投影画像Ｐを、投影面５３および測定対象領域Ｅへ投影し、反射部材５２および測定対象領域Ｅの撮影により、第１画像領域Ｓ１と、空間周波数または位相の異なる第２画像領域Ｓ２と、を含む複数の第１撮影画像４０を取得し、該複数の第１撮影画像４０を補正して補正撮影画像４１を取得し、この複数の補正撮影画像４１から、１組の吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を得る、といった一連の工程を、１つの「取得タイミング」としてとらえたものである。
【０１６２】
また、測定部１２Ｄは、この一連の工程である取得タイミングの異なる、複数の組の、吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を、１つの測定タイミングごとに取得する。
【０１６３】
図２に戻り、説明を続ける。推定部１２Ｅは、測定部１２Ｄで測定された、測定対象領域Ｅの光学特性に基づいて、生体における測定対象領域Ｅの生体成分を推定する。
【０１６４】
本実施の形態では、推定部１２Ｅは、測定部１２Ｄが取得した散乱係数分布画像４６に基づいて、生体成分の変化量を推定する。本実施の形態では、推定部１２Ｅは、血糖値の変化量を推定する。
【０１６５】
推定部１２Ｅは、同じ測定ＩＤ（測定タイミング）に対応する、取得タイミングの異なる複数の散乱係数分布画像４６の各々について、対応する散乱係数を算出する。推定部１２Ｅは、複数の散乱係数分布画像４６の各々について、各画素に規定された散乱係数の相加平均を算出することで、各散乱係数分布画像４６の各々に対応する散乱係数を算出する。
【０１６６】
そして、推定部１２Ｅは、同じ測定ＩＤ（測定タイミング）に対応する、複数の取得タイミングの各々で取得した散乱係数分布画像４６について、基準とする他の散乱係数分布画像４６に対応する散乱係数からの変化量を算出する。基準とする他の散乱係数分布画像４６は、上述したように、例えば、前回の取得タイミングで取得した散乱係数分布画像４６である。そして、推定部１２Ｅは、算出した散乱係数の変化量に対応する血糖値の変化量を、第３情報３４（図３（Ｃ）参照）から読取る。これにより、推定部１２Ｅは、各取得タイミングに対応する、血糖値の変化量を推定する。
【０１６７】
なお、推定部１２Ｅは、予め基準とする散乱係数を定めておいてもよい。そして、推定部１２Ｅは、複数の取得タイミングの各々で取得した散乱係数分布画像４６の各々に対応する散乱係数と、基準とする散乱係数と、の差の各々を、各々の取得タイミングに対応する散乱係数の変化量として算出してもよい。そして、推定部１２Ｅは、算出した散乱係数の変化量に対応する血糖値の変化量を、第３情報３４（図３（Ｃ）参照）から読取る。これにより、推定部１２Ｅは、各取得タイミングに対応する、血糖値の変化量を推定してもよい。
【０１６８】
このように、本実施の形態の測定装置１０は、散乱係数分布画像４６に基づいて、生体成分の変化量を推定する。このため、穿刺による血液採取を繰り返し行う必要がなく、非侵襲で、且つ、散乱係数分布画像により精度良く生体成分の変化量を推定することができる。また、本実施の形態の測定装置１０では、補正撮影画像４１から生成された散乱係数分布画像４６を用いて、生体成分の変化量を推定する。このため、本実施の形態の測定装置１０では、高精度に生体成分の変化量を推定することができる。
【０１６９】
また、複数の取得タイミングの内、少なくとも１回、穿刺による血液採取を行い、酵素を用いた公知の方法により血糖値を測定してもよい。この場合、推定部１２Ｅでは、該取得タイミングに対応する血糖値を、記憶部１４へ記憶する。そして、推定部１２Ｅは、血糖値の判明した取得タイミングの散乱係数分布画像４６に対応する散乱係数と、他の散乱係数分布画像４６に対応する散乱係数と、の変化量を算出する。そして、推定部１２Ｅは、血糖値の判明した取得タイミングの血糖値と、算出した変化量と、の合計値を、該変化量に対応する取得タイミングの血糖値として更に算出してもよい。これにより、推定部１２Ｅは、血糖値を、低侵襲で、且つ精度良く推定することができる。
【０１７０】
ここで、吸収係数分布画像４４は、散乱係数分布画像４６に比べて、静脈などの血管のパターンを識別しやすい。一方、散乱係数分布画像４６は、吸収係数分布画像４４に比べて、筋や腱や靭帯のパターンを識別しやすい。
【０１７１】
このため、測定対象領域Ｅによって、吸収係数分布画像４４が、散乱係数分布画像４６に比べて、生体構造のパターンを識別しやすい場合がある。
【０１７２】
この場合、特定部１２Ｉは、まず、吸収係数分布画像４４における生体構造の経路を示す領域を特定する。そして、該吸収係数分布画像４４と同じ取得タイミングの散乱係数分布画像４６上の同じ位置に、特定した領域をそのままあてはめる。そして、推定部１２Ｅは、該領域の画素値を用いて、生体成分を推定してもよい。
【０１７３】
次に、表示制御部１２Ｎについて説明する。表示制御部１２Ｎは、表示部２０を制御する。例えば、表示制御部１２Ｎは、測定部１２Ｄによる光学特性の測定結果や、推定部１２Ｅによる生体成分の推定結果を、表示部２０へ表示する。
【０１７４】
また、表示制御部１２Ｎは、予め定めた第１時間帯に撮影された第１撮影画像４０に基づいて推定された生体成分（例えば、血糖値）の変化量が、予め定めた異常を示す変化量を示す場合に、異常を示す情報を表示するように、表示部２０を制御してもよい。また、測定装置１０に、音を発生する機構や、振動を発生する機構を設けた構成とし、制御部１２は、生体成分の変化量が異常を示す場合に、異常を示す音や振動を発生するように制御してもよい。
【０１７５】
この処理によって、医学的観点から注視すべき第１時間帯に、医学的観点から異常であるとみなす血糖値の変化量が推定されたときに、血糖値の変化量の推定結果が異常を示していることを、被験者に対して容易に示すことが可能となる。
【０１７６】
次に、本実施の形態の測定装置１０で実行する生体成分推定処理を説明する。
【０１７７】
図１０は、本実施の形態の測定装置１０で実行する生体成分推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。測定装置１０の制御部１２では、１人のユーザＩＤによって識別されるユーザにおける、１回の測定タイミング（測定ＩＤ）ごとに、図１０に示す手順を実行する。そして、測定ＩＤ（測定タイミング）ごとに、測定ＩＤをカウントアップする。
【０１７８】
まず、測定部１２Ｄが、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００の詳細は後述する。
【０１７９】
ステップＳ１００の処理によって、制御部１２は、測定対象領域Ｅの散乱係数分布画像４６および吸収係数分布画像４４を取得する。
【０１８０】
次に、推定部１２Ｅが、ステップＳ１００で取得した散乱係数分布画像４６および吸収係数分布画像４４に基づいて、生体成分の変化量を推定する（ステップＳ１０２）。
【０１８１】
次に、推定部１２Ｅは、推定した生体成分の変化量を、現在の測定ＩＤおよび取得タイミングに対応づけて制御部１２に記憶する（ステップＳ１０４）。そして、本ルーチンを終了する。
【０１８２】
次に、ステップ１００の光学特性の測定処理を詳細に説明する。図１１は、生体の測定対象領域Ｅの光学特性の測定処理の、手順の一例を示すフローチャートである。
【０１８３】
制御部１２では、空間周波数毎に、ステップＳ２００〜ステップＳ２１４の処理を繰り返し実行する。また、制御部１２では、各空間周波数において、位相毎に、ステップＳ２００〜ステップＳ２１０の処理を繰り返し実行する。
【０１８４】
まず、投影制御部１２Ａが、第１投影領域Ｐ１と、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの第２投影領域Ｐ２と、を含む投影画像Ｐの投影指示を投影部２６へ出力する（ステップＳ２００）。
【０１８５】
具体的には、投影制御部１２Ａは、投影対象の第１投影領域Ｐ１の画素値を示す第１投影指示と、投影対象の第２投影領域Ｐ２の空間周波数ｆｋと位相ａｍとを含む第２投影指示と、を含む投影指示を、投影部２６へ送信する。投影指示を受付けた投影部２６は、投影指示の第１投影指示に含まれる画素値を読取ることで、第１投影領域Ｐ１を生成し、投影指示の第２投影指示に含まれる空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの構造化照明による第２投影領域Ｐ２を生成し、投影画像Ｐを投影する。
【０１８６】
ステップ２００の処理によって、反射部材５２および生体の測定対象領域Ｅ上に、投影画像Ｐが投影される。
【０１８７】
次に、撮影制御部１２Ｂが、撮影指示を撮影部２８へ送信する（ステップＳ２０２）。撮影部２８は、投影画像Ｐの投影された、反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影し、第１撮影画像４０を取得する。撮影制御部１２Ｂは、撮影部２８から第１撮影画像４０を取得する（ステップＳ２０４）。
【０１８８】
次に、補正部１２Ｃが、ステップＳ２０４で取得した第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値と、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄと、に基づいて、該第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する（ステップＳ２０６）。これによって、補正撮影画像４１が得られる。
【０１８９】
なお、図１１に示す処理ルーチンでは、ステップＳ２０６の補正処理時に用いる基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄは、校正用サンプルに対する後述する処理によって得られたものを用いる（詳細は、図１２を用いて後述する）。補正部１２Ｃは、記憶部１４から基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄを読取り、ステップＳ２０６の補正に用いればよい。
【０１９０】
次に、補正部１２Ｃは、補正撮影画像４１について、ソフトビニングを実行する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８では、補正部１２Ｃは、ステップＳ２０６で得られた補正撮影画像４１を、複数のブロック（例えば、８画素×８画素のブロック）ごとに分類する。そして、各ブロック内の画素の画素値の平均値を、該ブロック内の各画素の画素値として用いる。
【０１９１】
ステップＳ２０８の処理によって、補正撮影画像４１に含まれるショットノイズの低減を図ることができる。例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサ２８Ａで取得した撮影画像には、画素毎のばらつきであるショットノイズが現れる。このノイズは、露光により生じた電化数Ｎとすると、√Ｎで表せる。ステップＳ２０８の処理によって、このようなばらつきを、複数の画素で平均化することで、低減することができる。
【０１９２】
次に、補正部１２Ｃは、ステップＳ２０８で処理された補正撮影画像４１を記憶部１４へ記憶する（ステップＳ２１０）。このとき、補正部１２Ｃは、該補正撮影画像４１に対応する投影画像Ｐに含まれる投影画像Ｐの、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍを示す情報を、補正撮影画像４１に対応づけて記憶部１４に記憶する。
【０１９３】
制御部１２は、照射対象の投影画像Ｐにおける第２投影領域Ｐ２の空間周波数ｆｋについて、位相ａｍごとにステップＳ２００〜ステップＳ２１０の処理を行う。このため、記憶部１４には、空間周波数ごとに、複数の位相の各々に対応する補正撮影画像４１が記憶される。
【０１９４】
次に、測定部１２Ｄが、補正撮影画像４１における第２画像領域Ｓ２の画素値に基づいて、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する。
【０１９５】
詳細には、測定部１２Ｄは、空間周波数ｆｋにおける位相の異なる複数の補正撮影画像４１を用いて、画素毎の拡散振幅強度（Ｍａｃ（ｒ，ｆｋ））を算出する（ステップＳ２１２）。
【０１９６】
なお、測定部１２Ｄは、後述する処理によって、校正用サンプルについてもステップＳ２００〜ステップＳ２１４と同様の処理を行い、校正用の、画素毎の拡散振幅強度（Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｒ，ｆｋ）を算出する（図１２で説明）。
【０１９７】
次に、測定部１２Ｄは、上記式（７）を用いて、測定対象の空間周波数ｆｋにおける、生体の測定対象領域Ｅにおける、画素毎の拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）を算出する（ステップＳ２１４）。
【０１９８】
制御部１２では、ステップＳ２００〜ステップＳ２１４の処理を、空間周波数ｆｋごとに行う。これによって、制御部１２では、複数の空間周波数ｆｋごとに、画素毎の拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）を得る。
【０１９９】
次に、測定部１２Ｄは、測定対象領域Ｅの光学特性（等価散乱係数、吸収係数）を測定する（ステップＳ２１６）。ステップＳ２１６では、測定部１２Ｄは、上記ステップＳ２００〜ステップＳ２１４の処理によって、空間周波数ｆｋごとに求めた、画素毎の拡散振幅反射率Ｒｄ（ｒ，ｆｋ）から、画素毎の吸収係数μａと等価散乱係数μ’ｓを算出する。これによって、測定部１２Ｄは、光学特性を測定する。
【０２００】
そして、測定部１２Ｄは、吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を生成する（ステップＳ２１８）。ステップＳ２１８では、測定部１２Ｄは、ステップＳ２１６で測定した、画素毎に算出した各画素の等価散乱係数μ’Ｓを、対応する画素位置に配置することで、生体の測定対象領域Ｅの散乱係数を画素毎に規定した散乱係数分布画像４６を生成する。
【０２０１】
また、測定部１２Ｄは、ステップＳ２１６で画素毎に算出した各画素の吸収係数μａを、対応する画素位置に配置することで、生体の測定対象領域Ｅの吸収係数を画素毎に規定した吸収係数分布画像４４を生成する。
【０２０２】
ステップＳ２１８の処理によって、測定部１２Ｄは、吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を生成する。
【０２０３】
そして、測定部１２Ｄは、生成した吸収係数分布画像４４および散乱係数分布画像４６を、現在の測定ＩＤと、該吸収係数分布画像４４および該散乱係数分布画像４６の取得タイミングと、に対応づけて、記憶部１４に記憶する（ステップＳ２２０）。そして、本ルーチンを終了する。
【０２０４】
次に、校正用サンプルの光学特性の測定処理を説明する。制御部１２は、図１０のステップＳ１００の、生体の、測定対象領域Ｅの光学特性の測定処理の実行前に、校正用サンプルの光学特性の測定処理を実行する。
【０２０５】
図１２は、校正用サンプルの、光学特性の測定処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１２の処理は、測定タイミングごとに実行する必要はなく、一定時間ごと、予め定めた回数、光学特性を測定するごと、または、特定の条件を満たしたときにのみ、実行すればよい。
【０２０６】
制御部１２では、空間周波数毎に、ステップＳ３００〜ステップＳ３２２の処理を繰り返し実行する。また、制御部１２では、各空間周波数において、位相毎に、ステップＳ３００〜ステップＳ３１６の処理を繰り返し実行する。
【０２０７】
まず、投影制御部１２Ａが、第１投影領域Ｐ１と、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍの第２投影領域Ｐ２と、を含む投影画像Ｐの、校正用サンプルへの投影指示を投影部２６へ出力する（ステップＳ３００）。
【０２０８】
次に、撮影制御部１２Ｂが、撮影指示を撮影部２８へ送信する（ステップＳ３０２）。撮影部２８は、投影画像Ｐの投影された、反射部材５２および校正用サンプルを撮影し、校正用の第１撮影画像４０を取得する。撮影制御部１２Ｂは、撮影部２８から校正用の第１撮影画像４０を取得する（ステップＳ３０４）。
【０２０９】
ステップＳ３００〜ステップＳ３０４の処理は、生体に代えて校正用サンプルを用いた以外は、図１１に示すステップＳ２００〜ステップＳ２０４の処理と同様である。
【０２１０】
次に、補正部１２Ｃが、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄを算出済であるか否かを判断する（ステップＳ３０６）。例えば、補正部１２Ｃは、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄが記憶部１４に記憶されているか否かを判別することで、ステップＳ３０６の処理を行う。
【０２１１】
ステップＳ３０６で肯定判断すると（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ３１２へ進む。ステップＳ３０６で否定判断すると（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、ステップＳ３０８へ進む。
【０２１２】
ステップＳ３０８では、補正部１２Ｃが、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄを算出する（ステップＳ３０８）。補正部１２Ｃは、ステップＳ３０４で取得された、校正用の第１撮影画像４０における、反射部材５２の撮影領域である第１画像領域Ｓ１の画素の画素値の平均値を、基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄとして算出する。次に、補正部１２Ｃは、算出した基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄを、記憶部１４に記憶する（ステップＳ３１０）。そして、ステップＳ３１２へ進む。
【０２１３】
ステップＳ３１２では、補正部１２Ｃが、ステップＳ３０４で取得した校正用の第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値と、記憶部１４に記憶されている基準平均画素値ｍｒｅｆ，ｓｔｄと、を用いて、該第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する（ステップＳ３１２）。これによって、校正用の補正撮影画像４１が得られる。画素値の補正方法は、生体の第１撮影画像４０に代えて、校正用の第１撮影画像４０を用いる以外は、図１１のステップＳ２０６と同様である。
【０２１４】
次に、補正部１２Ｃは、校正用の補正撮影画像４１について、ソフトビニングを実行する（ステップＳ３１４）。ステップＳ３１４の処理は、ステップＳ２０８（図１１参照）と同様である。
【０２１５】
次に、補正部１２Ｃは、ステップＳ３１４で処理された、校正用の補正撮影画像４１を記憶部１４へ記憶する（ステップＳ３１６）。このとき、補正部１２Ｃは、該補正撮影画像４１に対応する投影画像Ｐに含まれる投影画像Ｐの、空間周波数ｆｋおよび位相ａｍを示す情報を、補正撮影画像４１に対応づけて記憶部１４に記憶する。
【０２１６】
制御部１２は、空間周波数ｆｋにおける、各位相ａｍごとにステップＳ３００〜ステップＳ３１６の処理を行う。このため、記憶部１４には、空間周波数ｆｋごとに、複数の位相ａｍの各々に対応する、校正用の補正撮影画像４１が記憶される。
【０２１７】
次に、測定部１２Ｄが、校正用の補正撮影画像４１における第２画像領域Ｓ２の画素値に基づいて、校正用の、画素毎の拡散振幅強度（Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｒ，ｆｋ））を算出する（ステップＳ３１８）。次に、測定部１２Ｄは、測定対象の空間周波数ｆｋにおける、校正用サンプルの、拡散振幅反射率Ｒｄ,ｒｅｆ（ｆｋ）を算出する（ステップＳ３２０）。
【０２１８】
ステップＳ３１８の処理は、生体の補正撮影画像４１に代えて、校正用の補正撮影画像４１を用いる以外は、図１１のステップＳ２１２およびステップＳ２１４と同様である。
【０２１９】
そして、制御部１２は、算出した、校正用の、画素毎の拡散振幅強度Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｒ，ｆｋ）と拡散振幅反射率Ｒｄ，ｒｅｆ（ｆｋ）を、対応する空間周波数ｆｋを示す情報に対応づけて、記憶部１４に記憶する（ステップＳ３２２）。
【０２２０】
制御部１２では、ステップＳ３００〜ステップＳ３２２の処理を、空間周波数ｆｋごとに行う。これによって、制御部１２では、校正用サンプルについて、複数の空間周波数ｆｋごとに、校正用の、画素毎の拡散振幅強度Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｒ，ｆｋ）と拡散振幅反射率Ｒｄ，ｒｅｆ（ｆｋ）を得る。この、校正用の、画素毎の拡散振幅強度Ｍａｃ，ｒｅｆ（ｒ，ｆｋ）と拡散振幅反射率Ｒｄ，ｒｅｆ（ｆｋ）は、上記図１１を用いて説明した、測定対象領域Ｅの光学特性の測定処理時（図１１のステップＳ２１６参照）に用いられる。そして、本ルーチンを終了する。
【０２２１】
以上説明したように、本実施の形態の測定装置１０は、反射部材５２と、投影制御部１２Ａと、撮影制御部１２Ｂと、補正部１２Ｃと、測定部１２Ｄと、を備える。反射部材５２は、測定対象領域Ｅ上に配置されている。投影制御部１２Ａは、投影画像Ｐを、反射部材５２および測定対象領域Ｅに投影するように投影部２６を制御する。撮影制御部１２Ｂは、投影画像Ｐの投影された反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影することによって、第１撮影画像４０を取得するように撮影部２８を制御する。第１撮影画像４０は、反射部材５２の第１画像領域Ｓ１と、測定対象領域Ｅの第２画像領域Ｓ２と、を含む。補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。測定部１２Ｄは、補正後の第２画像領域Ｓ２の画素値に基づいて、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する。
【０２２２】
このように、本実施の形態の測定装置１０では、第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。第１画像領域Ｓ１は、投影画像Ｐの投影された反射部材５２を撮影した領域である。第２画像領域Ｓ２は、投影画像Ｐの投影された測定対象領域Ｅを撮影した領域である。第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正することによって、撮影部２８で得られた第１撮影画像における、環境温度や電源投入からの経過時間などによって生じる画素値の変動を補正することができる。そして、測定装置１０では、補正後の第２画像領域Ｓ２の画素値に基づいて、測定対象領域Ｅの光学特性を測定する。
【０２２３】
従って、本実施の形態の測定装置１０では、精度良く測定対象領域Ｅの光学特性を測定することができる。
【０２２４】
図１３は、光学特性の測定結果の一例を示す図である。詳細には、図１３では、測定対象の物体として、イントラリピッド濃度１０％懸濁液を用いた。そして、図１３は、本実施の形態の測定装置１０を用いて、上記混濁液の等価散乱係数を５回測定した場合の、測定結果を示すヒストグラムである。図１３（Ａ）は、上記混濁液に対して連続して撮影した５枚の第１撮影画像４０を用いて等価散乱係数を測定した場合の、５回分の測定結果を示すヒストグラムである。図１３（Ｂ）は、上記混濁液に対して連続して撮影した５枚の第１撮影画像４０の各々を補正部１２Ｃによって補正し、補正撮影画像４１の各々を用いて等価散乱係数を測定した場合の、５回分の測定結果を示すヒストグラムである。
【０２２５】
図１３（Ａ）に示すように、本実施の形態の補正部１２Ｃによる補正を行わなかった場合、測定した等価散乱係数の平均値は９．７１０６ｍｍ−１であり、標準偏差は０．０５６ｍｍ−１であり、変動係数は０．５８％であった。非特許文献３によれば、この値は、血糖値に換算すると、σ１７．５ｍｇ／ｄｌとなる。
【０２２６】
一方、図１３（Ｂ）に示すように、本実施の形態の補正部１２Ｃによる補正を行った場合、測定した等価散乱係数の標準偏差は０．０１６ｍｍ−１であり、変動係数は０．１６％であった。この値は、血糖値に換算すると、σ４．８ｍｇ／ｄｌである。
【０２２７】
図１３に示すように、本実施の形態の測定装置１０によれば、光学特性の測定精度の向上を図ることができたといえる。また、本実施の形態の測定装置１０によれば、生体成分の測定精度の向上も図ることができた。
【０２２８】
＜変形例１＞
なお、上記実施の形態では、反射部材５２は、測定対象領域Ｅに沿った平面状（板状またはシート状）の形状であるものとして説明した。また、反射部材５２は、第１撮影画像４０における一部の領域を占める領域に相当する場合を説明した。
【０２２９】
しかし、反射部材５２の形状は、上記形状に限定されない。図１４および図１５は、他の形状の反射部材５２の一例を示す説明図である。
【０２３０】
図１４（Ａ）に示すように、反射部材５２は、四角形の形状であり、且つ、中央部分に四角形の形状の孔を有する環状形状の反射部材５２Ａであってもよい。この場合、投影制御部１２Ａは、反射部材５２Ａの中央の孔部分に第２投影領域Ｐ２が位置し、反射部材５２Ａに第１投影領域Ｐ１が位置する投影画像ＰＡを、投影画像Ｐとして投影すればよい（図１４（Ｂ）参照）。
【０２３１】
このため、反射部材５２Ａ上に投影画像ＰＡが投影されることで、図１４（Ｃ）に示すように、反射部材５２Ａの中央の孔部分に第２投影領域Ｐ２が投影され、反射部材５２Ａ上に第１投影領域Ｐ１が投影されることとなる。このように、測定対象領域Ｅを囲むように、反射部材５２Ａを投影する形態であってもよい。
【０２３２】
また、図１４（Ｄ）に示すように、反射部材５２は、格子上の形状の反射部材５２Ｂであってもよい。この場合、投影制御部１２Ａは、反射部材５２Ｂの孔部分に第２投影領域Ｐ２が位置し、反射部材５２Ｂに第１投影領域Ｐ１が位置する投影画像ＰＢを、投影画像Ｐとして投影すればよい（図１４（Ｅ）参照）。このため、反射部材５２Ｂ上に投影画像ＰＢが投影されることで、図１４（Ｆ）に示すように、反射部材５２Ｂの孔部分に第２投影領域Ｐ２が投影され、反射部材５２Ｂ上に第１投影領域Ｐ１が投影されることとなる。
【０２３３】
また、図１５に示すように、反射部材５２は、円形状の反射部材５２Ｃであってもよい。図１５に示す例では、反射部材５２Ｃは、円形状であり、且つ、中央部分に円形状の孔を有する環状形状である。この場合、投影制御部１２Ａは、反射部材５２Ｃの孔部分に第２投影領域Ｐ２が位置し、反射部材５２Ｃに第１投影領域Ｐ１が位置する投影画像ＰＣを、投影画像Ｐとして投影すればよい（図１５（Ｂ）参照）。
【０２３４】
このため、反射部材５２Ｃ上に投影画像ＰＣが投影されることで、図１５（Ｃ）に示すように、反射部材５２Ｃの孔部分に第２投影領域Ｐ２が投影され、反射部材５２Ｃ上に第１投影領域Ｐ１が投影されることとなる。すなわち、複数の測定対象領域Ｅの各々を囲むように、反射部材５２Ｃを投影する形態であってもよい。
【０２３５】
このように、測定対象領域Ｅを囲むように反射部材５２（反射部材５２Ａ、５２Ｂ）を配置することで、光源２６Ａの発光分布が変動し、強度むらが時間で変動する場合であっても、このような変動を推定することが可能となる。このため、上記実施の形態に加えて、更に、精度良く光学特性を測定することが可能となる。
【０２３６】
なお、反射部材５２における投影面５３に、検出マークを設けた構成であってもよい。検出マークは、撮影部２８によって撮影された第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１および第２画像領域Ｓ２の各々の位置の判別に用いられる。このため、検出マークは、撮影された第１撮影画像４０に含まれる検出マークを、制御部１２で認識可能なものであればよい。
【０２３７】
図１６は、検出マークＭの設けられた反射部材５２Ｄの一例の説明図である。図１６（Ａ）に示すように、例えば、反射部材５２は、反射部材５２Ｄに検出マークＭを備える。図１６（Ａ）に示す例では、反射部材５２Ｄの投影面５３には、検出マークＭ１〜検出マークＭ３の３つの検出マークＭが設けられている。なお、反射部材５２Ｄに設けられる検出マークＭの数は、３つに限定されない。例えば、反射部材５２Ｄに設けられる検出マークＭの数は、１つであってもよい。
【０２３８】
この場合、投影制御部１２Ａは、例えば、反射部材５２Ｄの中央の孔部分に第２投影領域Ｐ２が位置し、反射部材５２Ｄに第１投影領域Ｐ１が位置する投影画像ＰＣを、投影画像Ｐとして投影すればよい（図１６（Ｂ）参照）。このため、反射部材５２Ｄ上に投影画像ＰＣが投影されることで、図１６（Ｃ）に示すように、反射部材５２Ｄの孔部分に第２投影領域Ｐ２が投影され、反射部材５２Ｄ上に第１投影領域Ｐ１が投影されることとなる。
【０２３９】
そして、撮影部２８は、反射部材５２Ｄおよび測定対象領域Ｅを撮影することで、第１撮影画像４０を得ればよい。
【０２４０】
なお、反射部材５２に検出マークＭが設けられている場合、測定部１２Ｄは、以下の処理を行うことが好ましい。具体的には、測定部１２Ｄは、第１撮影画像４０における検出マークＭの相対位置から、第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１および第２画像領域Ｓ２の各々を特定し、第１画像領域Ｓ１の画素値に基づいて、上記実施の形態と同様にして、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正することが好ましい。
【０２４１】
このように、検出マークＭを用いて第１画像領域Ｓ１および第２画像領域Ｓ２の各々を特定することで、上記実施の形態の効果に加えて、更に精度良く、測定対象領域Ｅの光学特性を測定することができる。
【０２４２】
＜変形例２＞
なお、上記実施の形態では、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１の画素値の平均値を用いて、該第１撮影画像４０における第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する形態を説明した。
【０２４３】
しかし、補正部１２Ｃは、第１画像領域Ｓ１の画素の画素値の平均値を用いて補正を行う形態に限定されない。
【０２４４】
例えば、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における、第１画像領域Ｓ１の画素位置ごとの画素値に基づいて、第２画像領域Ｓ２における画素値の変動分布を推定してもよい。そして、補正部１２Ｃは、該変動分布を用いて、第２画像領域Ｓ２の画素ごとの補正値を算出する。そして、補正部１２Ｃは、この第２画像領域Ｓ２の画素毎の補正値を用いて、第２画像領域Ｓ２における画素の各々の画素値を補正してもよい。
【０２４５】
詳細には、補正部１２Ｃは、第１画像領域Ｓ１の画素位置毎の画素値の、該第１画像領域Ｓ１に対応する第１投影領域Ｐ１の同じ画素位置の画素値との差（変動値と称する）を算出する。そして、補正部１２Ｃは、第１画像領域Ｓ１の画素位置ごとに、算出した、対応する上記変動値を配置することで、第１画像領域Ｓ１における画素値の変動分布を得る。
【０２４６】
さらに、補正部１２Ｃは、第１画像領域Ｓ１における画素値の変動分布を、第２画像領域Ｓ２にあてはめることで、第２画像領域Ｓ２における画素値の変動分布を推定する。すなわち、補正部１２Ｃは、第２画像領域Ｓ２の各画素位置の画素の各々に、変動値をあてはめることで、第２画像領域Ｓ２における画素値の変動分布を推定する。
【０２４７】
そして、補正部１２Ｃは、第２画像領域Ｓ２の各画素の画素値の各々に、第２画像領域Ｓ２の各画素位置に対応する変動値を加算または減算した値を、各画素位置の画素の補正後の画素値として用いる。これによって、補正部１２Ｃは、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正する。
【０２４８】
このように、補正部１２Ｃは、第１撮影画像４０における第１画像領域Ｓ１の画素値から推定した、第２画像領域Ｓ２の画素値の変動分布を用いて、第２画像領域Ｓ２の画素値を補正してもよい。このような補正を行うことで、第１撮影画像４０が撮影環境に応じた特有のグラデーションを示す場合などであっても、精度良く第１撮影画像４０を補正することができる。
【０２４９】
（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、反射部材５２は、測定装置１０の筐体に設けられている場合を一例として説明した。本実施の形態では、反射部材５２が、測定装置１０の筐体とは別体として構成され、測定対象の生体に貼り付けて使用する形態を説明する。
【０２５０】
また、本実施の形態では、投影部２６による投影時と撮影部２８による撮影時に、ピントの調整を行う形態を説明する。
【０２５１】
図１７は、本実施の形態の測定装置１０Ａの概略構成図の一例である。
【０２５２】
測定装置１０Ａは、制御部１３と、投影部２７と、撮影部２９と、ビームスプリッタ５０と、反射部材５２と、を備える。制御部１３と、投影部２７および撮影部２９と、は、互いにデータや信号を授受可能に接続されている。
【０２５３】
投影部２７は、反射部材５２および測定対象領域Ｅへ光を投影する。例えば、投影部２７は、光源２６Ａと、レンズ２６Ｂと、ＳＬＭ２６Ｃと、レンズ２６Ｄと、フォーカス機構２７Ｅと、を含む。投影部２７は、フォーカス機構２７Ｅを更に備えた以外は、第１の実施の形態における測定装置１０の投影部２６と同様である。
【０２５４】
フォーカス機構２７Ｅは、投影部２７のフォーカスを調整するフォーカス機構である。
【０２５５】
撮影部２９は、反射部材５２および測定対象領域Ｅで散乱および反射した光による、第１撮影画像４０を取得する。撮影部２９は、イメージセンサ２８Ａと、レンズ２８Ｂと、フォーカス機構２９Ｃと、を備える。撮影部２９は、フォーカス機構２９Ｃを更に備えた以外は、第１の実施の形態における測定装置１０の撮影部２８と同様である。
【０２５６】
フォーカス機構２９Ｃは、撮影部２９のフォーカスを調整するフォーカス機構である。
【０２５７】
本実施の形態では、反射部材５２は、測定対象領域Ｅに接触配置されている。図１８は、測定時の反射部材５２の配置の一例を示す模式図である。図１８に示すように、本実施の形態では、反射部材５２は、生体の皮膚（測定対象領域Ｅ）上に貼り付けられて使用される。
【０２５８】
次に、測定装置１０Ａの機能的構成を説明する。図１９は、測定装置１０Ａの機能的構成の一例を示すブロック図である。
【０２５９】
測定装置１０Ａは、制御部１３と、記憶部１４と、ＵＩ部１６と、投影部２７と、撮影部２９と、を備える。記憶部１４、ＵＩ部１６、投影部２７、および撮影部２９と、制御部１３と、は、データおよび信号を授受可能に接続されている。記憶部１４、ＵＩ部１６、入力部１８、および表示部２０は、第１の実施の形態の測定装置１０と同様である。
【０２６０】
制御部１３は、測定装置１０Ａを制御する。制御部１３は、投影制御部１３Ａと、算出部１３Ｂと、ピント調整部１３Ｃと、撮影制御部１３Ｄと、補正部１２Ｃと、測定部１２Ｄと、推定部１２Ｅと、記憶制御部１２Ｋと、受付部１２Ｍと、表示制御部１２Ｎと、を有する。
【０２６１】
投影制御部１３Ａ、算出部１３Ｂ、ピント調整部１３Ｃ、撮影制御部１３Ｄ、補正部１２Ｃ、測定部１２Ｄ、推定部１２Ｅ、記憶制御部１２Ｋ、受付部１２Ｍ、表示制御部１２Ｎの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣなどのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
【０２６２】
なお、本実施の形態の制御部１３は、投影制御部１２Ａおよび撮影制御部１２Ｂに代えて、投影制御部１３Ａおよび撮影制御部１３Ｄの各々を備え、算出部１３Ｂおよびピント調整部１３Ｃを更に備えた以外は、第１の実施の形態の測定装置１０における制御部１２と同様である。
【０２６３】
投影制御部１３Ａは、投影制御部１２Ａと同様に、投影画像Ｐを反射部材５２および測定対象領域Ｅに投影するように、投影部２６を制御する。この点は、第１の実施の形態と同様である。
【０２６４】
本実施の形態では、投影制御部１３Ａは、調整用投影画像を反射部材５２および測定対象領域Ｅに投影するように、投影部２６を制御する。図２０は、調整用投影画像Ｑの投影の説明図である。図２０（Ａ）は、調整用投影画像Ｑの一例を示す模式図である。
【０２６５】
調整用投影画像Ｑは、ピント調整時に用いる投影画像である。調整用投影画像Ｑは、濃度が互いに異なる複数の領域を含む。言い換えると、調整用投影画像Ｑは、互いに画素値が異なり、且つ、画素値の差が閾値以上の複数の領域を含む画像である。画素値の差の閾値は、後述するピント調整時に調整しやすい値であればよい。
【０２６６】
投影制御部１３Ａは、調整用投影画像Ｑを反射部材５２および測定対象領域Ｅに投影するように投影部２６を制御する。このため、反射部材５２および測定対象領域Ｅには、調整用投影画像Ｑが投影される。
【０２６７】
撮影制御部１３Ｄは、撮影部２９を制御する。撮影制御部１３Ｄは、第１の実施の形態の撮影制御部１２Ｂと同様に、投影画像Ｐの投影された、反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影するように、撮影部２９を制御する。撮影制御部１３Ｄの制御によって撮影部２９は、投影画像Ｐの投影された反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影し、第１撮影画像４０を得る。
【０２６８】
また、本実施の形態では、撮影制御部１３Ｄは、調整用投影画像Ｑの投影された、反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影するように撮影部２９を制御する。撮影制御部１３Ｄの制御によって、撮影部２９は、調整用投影画像Ｑの投影された反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影し、第２撮影画像を得る。
【０２６９】
図２０（Ｂ）は、第２撮影画像７０の一例を示す模式図である。第２撮影画像７０は、調整用投影画像Ｑの投影された反射部材５２の撮影画像である第３画像領域Ｓ３と、調整用投影画像Ｑの投影された測定対象領域Ｅの撮影画像である第４画像領域Ｓ４と、を含む。
【０２７０】
算出部１３Ｂは、第２撮影画像７０における第３画像領域Ｓ３の画素値に基づいて、投影部２７および撮影部２９の少なくとも一方のフォーカスずれ量を算出する。算出部１３Ｂは、第２撮影画像７０における第３画像領域Ｓ３の、画素値の高い領域と画素値の低い領域とを用いて、公知の方法により、投影部２７および撮影部２９の少なくとも一方のフォーカスずれ量を算出すればよい。
【０２７１】
ピント調整部１３Ｃは、算出部１３Ｂで算出したフォーカスずれ量に基づいて、投影部２７および撮影部２９の少なくとも一方のピントを調整する。具体的には、ピント調整部１３Ｃは、算出部１３Ｂで算出したフォーカスずれ量が相殺されるように、投影部２７のフォーカス機構２７Ｅと、撮影部２９のフォーカス機構２９Ｃと、の少なくとも一方を制御する。
【０２７２】
具体的には、ピント調整部１３Ｃは、第２撮影画像７０の第３画像領域Ｓ３における、濃度の異なる複数の領域間のコントラストが最大となるように、投影部２７のフォーカス機構２７Ｅと、撮影部２９のフォーカス機構２９Ｃと、の少なくとも一方を制御する。このため、制御部１３では、上記コントラストが最大となるように、投影制御部１３Ａによる調整用投影画像Ｑの投影、算出部１３Ｂによる算出、およびピント調整部１３Ｃによるピント調整を繰り返し実行することが好ましい。
【０２７３】
ピント調整部１３Ｃによって、投影部２７から投影される調整用投影画像Ｑおよび投影画像Ｐの焦点、および、撮影部２９による撮影時の焦点が、反射部材５２および測定対象領域Ｅの位置に一致するように調整される。
【０２７４】
図２１は、本実施の形態の測定装置１０Ａで実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【０２７５】
まず、投影制御部１３Ａが、調整用投影画像Ｑの投影指示を投影部２７へ出力する（ステップＳ５００）。調整用投影画像Ｑの投影指示を受付けた投影部２７は、調整用投影画像Ｑを反射部材５２および測定対象領域Ｅへ投影する。
【０２７６】
次に、撮影制御部１３Ｄが、撮影部２９へ撮影指示を出力する（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０２の制御によって、撮影部２９は、調整用投影画像Ｑの投影された、反射部材５２および測定対象領域Ｅを撮影し、第２撮影画像７０を取得する。これによって、補正部１２Ｃは、第２撮影画像７０を取得する（ステップＳ５０４）。
【０２７７】
次に、算出部１３Ｂが、ステップＳ５０４で取得した第２撮影画像７０における第３画像領域Ｓ３の画素値から、フォーカスずれ量を算出する（ステップＳ５０６）。次に、ピント調整部１３Ｃが、ステップＳ５０６で算出されたフォーカスずれ量を用いて、投影部２７および撮影部２９のピント調整を行う（ステップＳ５０８）。
【０２７８】
ステップＳ５００〜ステップＳ５０８の処理によって、投影部２７および撮影部２９の少なくとも一方のピントが調整された（ピントが合う）状態となる。
【０２７９】
次に、制御部１３では、第１の実施の形態の制御部１２と同様に、測定処理を実行する（ステップＳ５１０）。ステップＳ５１０の処理は、図１０のステップＳ１００〜ステップＳ１０４と同様である。
【０２８０】
以上説明したように、本実施の形態の測定装置１０Ａでは、投影制御部１３Ａが、調整用投影画像Ｑを投影するように投影部２７を制御する。撮影制御部１３Ｄは、調整用投影画像Ｑの投影された投影面５３および測定対象領域Ｅを撮影することによって、第２撮影画像７０を取得するように撮影部２９を制御する。そして、算出部１３Ｂは、第２撮影画像７０における第３画像領域Ｓ３の画素値に基づいて、投影部２７および撮影部２９の少なくとも一方のフォーカスずれ量を算出する。ピント調整部１３Ｃは、フォーカスずれ量に基づいて、投影部２７および撮影部２９の少なくとも一方のピントを調整する。
【０２８１】
反射部材５２が測定装置１０Ａの筐体によって支持されておらず、該筐体とは別体として構成されている場合、投影部２７および撮影部２９と、反射部材５２と、の距離は一定ではない。このため、投影部２７による投影画像Ｐの投影時、および撮影部２９による第１撮影画像４０の撮影時に、ピントのずれた投影画像Ｐが投影、または、ピントのずれた第１撮影画像４０が得られる場合がある。
【０２８２】
一方、本実施の形態では、測定装置１０Ａは、投影制御部１３Ａと、算出部１３Ｂと、ピント調整部１３Ｃと、を備える。このため、測定装置１０Ａでは、ピントの調整された投影画像Ｐを反射部材５２および測定対象領域Ｅへ投影することができる。また、測定装置１０Ａは、ピントの合った第１撮影画像４０を得ることができる。
【０２８３】
従って、本実施の形態の測定装置１０Ａでは、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、精度良く測定対象領域Ｅの光学特性を測定することができる。
【０２８４】
また、反射部材５２を測定装置１０の筐体とは別体として構成し、測定対象領域Ｅに接触配置する構成とすることで、測定装置１０の使い勝手の向上を図ることもできる。
【０２８５】
＜変形例３＞
なお、第２の実施の形態では、撮影部２９のフォーカスを調整するためのフォーカス機構２９Ｃと、投影部２７のフォーカスを調整するためのフォーカス機構２７Ｅと、を別体として構成した例を示した。しかし、これらのフォーカス機構２９Ｃおよびフォーカス機構２７Ｅを、一体的に構成してもよい。
【０２８６】
図２２は、撮影部２９と投影部２７のフォーカス機構を一つにまとめた測定装置１０Ｂの一例を示す模式図である。
【０２８７】
測定装置１０Ｂは、制御部１３と、投影部３３と、撮影部３１と、反射部材５２と、を備える。制御部１３と、投影部３３および撮影部３１と、は、互いにデータや信号を授受可能に接続されている。反射部材５２は、第１の実施の形態と同様である。
【０２８８】
投影部３３は、測定対象領域Ｅへ向かって光を投影する。投影部３３は、例えば、プロジェクタである。
【０２８９】
例えば、投影部３３は、光源２６Ａと、レンズ２６Ｂと、ＳＬＭ２６Ｃと、を含む。投影部２７は、レンズ２６Ｄを備えない以外は、第１の実施の形態における測定装置１０の投影部２６と同様である。
【０２９０】
撮影部３１は、反射部材５２および測定対象領域Ｅで散乱および反射した光による、第１撮影画像４０を取得する。撮影部３１は、イメージセンサ２８Ａと、ビームスプリッタ５０と、レンズ３１Ｄと、フォーカス機構３１Ｃと、を備える。イメージセンサ２８Ａおよびビームスプリッタ５０は、第１の実施の形態と同様である。
【０２９１】
レンズ３１Ｄは、投影部３３から出射し、ビームスプリッタ５０で反射された光を、反射部材５２および測定対象領域Ｅへ導くレンズである。また、レンズ３１Ｄは、測定対象領域Ｅおよび反射部材５２で反射および散乱した光を、ビームスプリッタ５０を介してイメージセンサ２８Ａへ導くレンズである。
【０２９２】
フォーカス機構３１Ｃは、撮影部３１および投影部３３のフォーカスを調整するフォーカス機構である。
【０２９３】
このように、測定装置１０Ｂを、制御部１３および投影部３３のフォーカスを調整するフォーカス機構３１Ｃを備えた構成としてもよい。この場合、制御部１３のピント調整部１３Ｃ（図１９参照）は、フォーカス機構３１Ｃを調整することで、撮影部３１および投影部３３のピントを調整すればよい。
【０２９４】
このように、フォーカス機構２９Ｃおよびフォーカス機構２７Ｅを、一体的に構成したフォーカス機構３１Ｃとすることで、駆動機構を１つにすることができ、装置の小型化およびコストの低減を図ることができる。なお、本変形例における測定装置１０Ｂでは、ＳＬＭ２６Ｃとイメージセンサ２８Ａとの相対位置は、測定装置１０Ｂの製造時に調整し、予め固定しておけばよい。
【０２９５】
次に、上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂのハードウェア構成について説明する。図２３は、上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【０２９６】
上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、表示部６０、Ｉ／Ｆ（インターフェース）部６１、撮影部６２、入力部６３、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６７、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）６８、および投影部６９、などがバス７１により相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【０２９７】
ＣＰＵ６５は、測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂの全体の処理を制御する演算装置である。ＲＡＭ６７は、ＣＰＵ６５による各種処理に必要なデータを記憶する。ＲＯＭ６６は、ＣＰＵ６５による各種処理を実現するプログラム等を記憶する。ＨＤＤ６８は、上述した記憶部１４に相当する。Ｉ／Ｆ部６１は、外部装置や外部端末に通信回線等を介して接続し、接続した外部装置や外部端末との間でデータを送受信するためのインターフェースである。表示部６０、撮影部６２、入力部６３、および投影部６９は、表示部２０、撮影部２８、２９、３１、入力部１８、投影部２６、２７、３３の各々に相当する。
【０２９８】
上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂで実行される上記各種処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ６６等に予め組み込んで提供される。
【０２９９】
なお、上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂで実行されるプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するように構成してもよい。
【０３００】
また、上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂで実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂにおける上記各処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【０３０１】
上記実施の形態および変形例の測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂで実行される上記各種処理を実行するためのプログラムは、上述した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０３０２】
なお、上記ＨＤＤ６８に格納されている各種情報、すなわち記憶部１４に格納されている各種情報は、外部装置（例えばサーバ）に格納してもよい。この場合には、該外部装置とＣＰＵ６５とを、ネットワーク等を介して接続した構成とすればよい。
【０３０３】
なお、上記には、本実施の形態および変形例を説明したが、上記実施の形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施の形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施の形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０３０４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  測定装置
１２Ａ、１３Ａ  投影制御部
１２Ｂ、１３Ｄ  撮影制御部
１２Ｃ  補正部
１２Ｄ  測定部
１２Ｅ  推定部
１３Ｂ  算出部
１３Ｃ  ピント調整部
２６、２７、３３  投影部
２８、２９、３１  撮影部
４０  第１撮影画像
５２  反射部材
５３  投影面
Ｐ  投影画像
Ｐ１  第１投影領域
Ｐ２  第２投影領域
Ｓ１  第１画像領域
Ｓ２  第２画像領域
【図１】
2017113461.tif 000010
【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】
2017113461.tif 000022
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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