(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に光を照射し、前記生体の組織により帰還された光を用いて前記生体の情報を測定する生体情報測定用光学素子であって、
前記生体と接触し前記生体に光を出射および受光する第１の溝部を有する第１の光透過体と、
前記生体と接触し前記生体に光を出射および受光し、前記第１の溝部よりも深い第２の溝部を有する第２の光透過体とを備える生体情報測定用光学素子。
【請求項２】
前記第１の光透過体と前記第２の光透過体との間に、前記光を吸収または反射させる光遮蔽体を有する請求項１記載の生体情報測定用光学素子。
【請求項３】
光源と；請求項１または２記載の生体情報測定用光学素子と；前記光学素子から出射された光を検出する光検出器と；前記光検出器により得られた情報を演算することにより生体情報を算出する演算器と；を備える生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の組織を光学的に測定することによって、体液中のグルコース、コレステロール、尿素またはトリグリセリド等を非侵襲的に測定するために使用する生体情報測定用光学素子、ならびに前記光学素子を用いた生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体表面と当接する凹部を備えた光学素子を用いて、生体情報を測定する方法が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示された生体情報測定装置は、図１０に示すように、光源１１と、表面に複数の凹部６２１、６２２、６２３、６２４、６２５と凸部６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６を有する生体情報検出用接触子と、光検出器１６と、信号処理部６４と、表示装置６５とを備えている。
【０００３】
この生体情報測定装置を使用する場合、生体情報検出用接触子の表面を生体組織６６に接触させ、上記凸部６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６が生体組織６６に押し込まれた状態で、光源１１からの光を、生体情報検出用接触子から上記凹部６２１、６２２、６２３、６２４、６２５と接触している生体組織６６に入射させる。
生体組織６６内を光が伝播した後、生体情報検出用接触子に入射し、生体情報検出用接触子から出射した光を光検出器１６にて検出する。凹部６２１、６２２、６２３、６２４、６２５の深さを調節することで、測定対象となる生体組織６６の深さを制御することができ、特定層の光学特性が決定される。
【特許文献１】国際公開第０１／５８３５５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の光学測定方法および光学測定装置は、以下のような問題点を有していた。すなわち、上記従来の方法では、複数の凹部６２１、６２２、６２３、６２４、６２５および凸部６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６のうち、例えば、ある凹部６２２を他の位置にある凹部６２３よりも深く形成することにより、異なる深さの情報を測定していた。ところが、単一の生体情報検出用接触子を用いていたため、凹部６２２を経由した光と凹部６２３を経由した光とを分離することが困難であり、両者の信号が混信するおそれがあった。
そこで、本発明は、上記のような事情に鑑み、生体中の異なる深さを通過した光に基づく複数の信号の混信を抑制し、生体情報に関する複数の光学パラメータを高精度に測定することのできる生体情報測定用光学素子、および生体情報測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、
生体に光を照射し、前記生体の組織により帰還された光を用いて前記生体の情報を測定する生体情報測定用光学素子であって、
前記生体と接触し前記生体に光を出射および受光する第１の溝部を有する第１の光透過体と、
前記生体と接触し前記生体に光を出射および受光し、前記第１の溝部よりも深い第２の溝部を有する第２の光透過体とを備える生体情報測定用光学素子を提供する。
【０００６】
ここで、本発明の生体情報測定用光学素子は、前記第１の光透過体を複数個含んでもよく、前記第２の光透過体を複数個含んでもよい。もちろん、前記第１の光透過体および前記第２の光透過体のいずれも複数個含んでも構わない。
また、前記第１の光透過体は、前記第１の溝部を１つしか含まなくても、複数個含んでもよい。同様に、前記第２の光透過体も、前記第２の溝部を１つしか含まなくても、複数個含んでもよい。
【０００８】
さらに本発明は、
光源と；上記生体情報測定用光学素子と；前記光学素子から出射された光を検出する光検出器と；前記光検出器により得られた情報を演算することにより生体情報を算出する演算器と；を備える生体情報測定装置をも提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生体中の異なる深さを通過した光に基づいて、複数の信号の混信を抑制し、生体情報に関する複数の光学パラメータを高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の生体情報測定用光学素子は、生体と接触し前記生体に光を出射および受光する第１の溝部を有する第１の光透過体と、前記生体と接触し前記生体に光を出射および受光し、前記第１の溝部よりも深い第２の溝部を有する第２の光透過体とを備えること、を特徴とする。
このような構成により、互いに異なる少なくとも２つの光透過体を備えるという簡易な構成により、生体中の異なる深さを通過した光に基づく複数の信号の混信を抑制し、生体情報に関する複数の光学パラメータを高精度に測定することが可能である。
【００１１】
ここで、前記少なくとも２つの光透過体の間に、前記光を吸収または反射させる光遮蔽体を有することが好ましい。このような構成によれば、光透過体中を透過する光が隣り合う光透過体に入射することを光遮蔽体が防止するため、その光透過体で検出された信号と混信するおそれがなくなるため、より正確な測定が可能となる。
また、前記第１の光透過体、前記第２の光透過体および光遮蔽体が、前記第１の光透過体と前記第２の光透過体との間に前記光遮蔽体を挟まれるように、互いに積層されていることが好ましい。
【００１２】
上記生体情報測定層素子においては、前記第１の光透過体の生体接触部および前記第２の光透過体の生体接触部のうち、少なくとも一方の生体接触部に、前記生体に光を照射して前記組織を通過した光を受光する溝部を設けるのが好ましい。
このような構成によれば、特に前記溝部によって、生体組織の特定の部分に光を照射して出射光を得て、当該部分を測定することが可能になる。
【００１３】
また、本発明に係る生体情報測定用光学素子は、生体の表面を測定するための光透過体（第３の光透過体）をさらに備えていてもよい。
このような構成によれば、生体の均一性や光学素子の表面状態をさらに詳細に評価することができ、測定の異常を検知することができ、より高精度な測定が可能となる。
【００１４】
また、本発明は、光源と；上記生体情報測定用光学素子と；前記光学素子から出射された光を検出する光検出器と；前記光検出器により得られた情報を演算することにより生体情報を算出する演算器と；を備える生体情報測定装置をも提供する。
かかる本発明の生体情報測定装置によれば、安定かつ非侵襲的に、生体組織中の標的成分の濃度を測定することができる。
【００１５】
以下において、本発明に係る生体情報測定用光学素子および生体情報測定装置の一実施の形態を、図面に参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態は一例であり、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
なお、以下の説明においては、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。
【００１６】
《実施の形態１》
図１は、本発明の実施の形態に係る生体情報測定用光学素子とそれを用いた生体情報測定装置の概略図である。図１に示すように、本実施の形態における生体情報測定装置１００は、光源１１、光学レンズ１２、生体情報測定用光学素子１３、光分割手段１４、分光手段１５、光検出手段１６とから構成されている。
光分割手段１４と分光手段１５との位置関係は、図１に示される位置に限定するものではない。光源１１と生体情報測定用光学素子１３との間に、光分割手段１４および分光手段１５を挿入しても構わない。また、分光手段１５および光分割手段１４を用いずに、光源１１の波長を変化させることで分光機能を実現しても構わない。
【００１７】
光源１１としては、生体組織における測定対象物（物質）が吸収し得る波長の光成分を含む光を発することができる光源であればよい。中赤外領域の光を発する光源としては、例えばＳｉＣを棒状に焼結したグローバ光源、ＣＯ2レーザ、タングステン灯、赤外パルス光源および量子カスケードレーザー（ＱＣＬ）光源などを用いることができる。
【００１８】
グルコースのように、波数１０３３ｃｍ-1、１０８０ｃｍ-1付近などの中赤外域に強い吸収ピークがあるような物質を測定する場合には、特に限定するものではないが、グローバ光源、赤外パルス光源およびＱＣＬ光源が好ましい。また、近赤外領域に吸収がある物質を測定する場合には、例えば、ハロゲン光源、半導体レーザおよびＬＥＤなどを用いるのが好ましい。なお、グルコースは、中赤外領域だけでなく、近赤外領域にも吸収ピークがあることが知られており、この点からＬＥＤを用いることが特に好ましい。
【００１９】
光学レンズ１２および光透過体１７を構成する材料としては、当該分野で公知のものを用いることができる。例えば、中赤外に吸収がある物質を測定する場合は、シリコン、ゲルマニウム、ＳｉＣ、ダイアモンド、ＺｎＳｅ、ＺｎＳおよびＫｒＳなどを用いることができる。
ここで、グルコースのように、波数１０３３ｃｍ-1あるいは１０８０ｃｍ-1の中赤外領域に吸収ピークがある物質を計測する場合には、約９〜１０ミクロンの赤外波長で透過率が高く、加工性や機械的強度も高いという観点から、シリコンまたはゲルマニウムが特に好ましい。また、近赤外領域に吸収がある物質を測定する場合は、溶融石英、単結晶シリコン、光学ガラス、プラスティックを用いるのが好ましい。
【００２０】
本実施の形態における生体情報測定用光学素子１３は、第１の光透過体１７ａとこれを挟む位置に配置された２つの第２の光透過体１７ｂとを具備し、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂは、それぞれ第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂを具備する。ただし、第２の溝部１８ｂは第１の溝部１８ａよりも深い構成を有している。
第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂの形状に関しては、製造の容易性などの観点から、例えば、図１に示したようなＶ字型溝を用いるのが好ましい。第１の溝部１８ａおよび第２の溝部ｂの形状はＶ字型に限定されるものではなく、例えばＵ字状、凹状または階段状などであってもよい。なお、図１において第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂは同じ形状を有しているが、異なる形状を有していてもよい。
【００２１】
第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂは、公知の製造技術を利用することによって形成することができる。
例えば、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂを構成する材料としてシリコンまたはゲルマニウムなどの結晶を用いる場合には、異方性エッチング技術を利用して第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂを形成することができる。
また、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂを構成する材料として樹脂を用いる場合には、成形法を用いて第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂの作製と同時に第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂを形成することができる。
【００２２】
図１における第１の光透過体１７ａは、２つの第２の光透過体１７ｂよりも浅い第１の溝部１８ａを有しており、生体の表面を測定するために用いることができる。すなわち、第１の光透過体１７ａによって生体の均一性や光学素子の表面状態をさらに詳細に評価し、測定の異常を検知してより高精度な測定が可能となる。
【００２３】
一般に、汗や、汚れ、唾液などが生体と測定部の間に多く存在したり、また測定毎にその量や質が変化したりすると、正確な測定が困難となる場合がある。
そこで、本実施の形態では、第２の溝部１８ｂが設けるのが好ましい。これにより、皮膚表面の数１０μｍオーダーの範囲に多く存在する、汗や、汚れ、唾液などの存在を容易に得ることができる。かかる第２の溝部１８ｂとしては数１０μｍ以上の溝深さが好ましい。これを採用することによって、皮膚の汚れや、皮膚への密着性、また、皮膚の表面状態の均一性を容易に検知することができる。この検知結果を用いて異常検知を行えば、より高精度な測定が実現できる。
【００２４】
すなわち、第２の溝部１８ｂからの帰還光のスペクトルを測定し、特定波長での吸光度を算出し、基準値からのズレを判定することで、異常を判断することができる。例えば、表層に汗や、唾液などが多く存在する場合は、水とほとんど同じ吸光度となるため、判定ができる。
検知結果が水と同じような吸光度となった場合には、正確な測定が困難なため、測定を中止し、皮膚表面から水分等の汚れを拭き取ることが好ましい。
【００２５】
皮膚への密着性や、皮膚の表面状態の均一性に異常があるかどうかは、第２の光透過体１７ｂを２つ設けることによって第２の溝部１８ｂを２つ設けることで行うのが好ましい。
すなわち、２つの第２の溝部１８ｂからの信号を比較して、大きく違う場合は、皮膚の表面状態が均一でないか、密着性に問題があるため、測定を中止し、生体組織の表面の汚れを拭き取ることが好ましい。また、２つの第２の溝部１８ｂからの信号が等しくても、表層が著しく汚れている信号を含んでいる場合は、測定を中止し、皮膚表面の汚れを拭き取ることが好ましい。汚れとしては、水以外に、油などが考えられる。                         
【００２６】
２つの第２の溝部１８ｂからの信号が適切でほぼ等しい場合には、生体表面の状態が均一であるとともに、密着も適切であると判断される。そのため、このように判断された場合には測定を開始し、２つの第２の光透過体１７ｂの間に設置された第１の光透過体１７ａの第１の溝部１８ａにより生体情報を測定する。
これにより、２つの第２の溝部１８ｂを用いて光学素子の表面状態やその均一性を評価することにより、光透過体のみを用いる場合よりもさらに高精度な測定を実現することができる。
【００２７】
また、第１の光透過体１７ａと第２の光透過体１７ｂとの間には、例えばスペーサーを挟んで隙間を設けても構わない。このような構成によれば、隙間に存在する空気の屈折率と、光透過体の屈折率の差により光が反射され、遮光の効果が発生するからである。
【００２８】
光分割手段１４としては、当該分野で公知のもので、それぞれの深さを測定した光を分離し、分光手段１５や光検出手段１６に光を入射できるものであれば特に限定せず用いることができる。例えば、機械式チョッパー、フィルターおよび音響光学変調器などを用いることができる。
分光手段１５としては、図１には詳細には示していないが、特に限定されるものでなく、グレーティングを用いた回折分光法や、干渉フィルターを用いた方法およびＦＴ−ＩＲ法など、公知の分光技術を使用することができる。
【００２９】
光検出手段１６としては、当該分野で公知のものを用いることができる。例えば、中赤外領域では、焦電センサ、サーモパイル、サーミスタおよびＭＣＴ検出器（量子型検出器の一種であるＨｇＣｄＴｅ検出器）が挙げられる。また、近赤外領域では、ＩｎＧａＡｓ検出器、フォトダイオード、ＰｂＳ検出器、ＩｎＳｂ検出器およびＩｎＡｓ検出器などが挙げられる。
図示していないが、光検出手段１６で検出した信号に基づいて、コンピュータなどの演算手段において演算することにより、例えば、グルコース濃度などの生体組織のパラメータを算出することができる。
【００３０】
つぎに、本実施の形態における生体情報測定装置１００の動作を、図１を用いて説明する。
図１に示すように、光源１１から出射され、光学レンズ１２に入射した光は、生体情報測定用光学素子１３に到達する。到達した光の一部は光透過体１７（第１の光透過体１７ａ、第２の光透過体１７ｂおよび／または第３の光透過体１７ｃ）に入射し、光透過体１７に形成された溝部１８（第１の溝部１８ａ、第２の溝部１８ｂおよび／または第３の溝部１８ｃ）に到達する。
【００３１】
ここで、図２は、生体の皮膚の構造を示す概要図である。最表面は角質層２１と呼ばれ、グルコースがほとんど存在しない組織である。有棘層２２は、真皮２５の血管２４から染み出したグルコースが比較的多く存在する組織である。角質層２１と有棘層２２とを合わせて一般的に表皮と呼ばれている。表皮２３の下の組織は、真皮２５と呼ばれ、血管２４も多くグルコースの濃度が高い領域である。真皮２５の下は、脂肪組織２６と呼ばれ、一般に真皮２５と比べてグルコースの濃度が低い。
角質層２１の厚みは、生体の部位によっても違う。例えば頬の場合、角質層２１の厚みは０．０１〜０．０２ｍｍ、有棘層２２の厚みは０．０８〜０．２８ｍｍ、真皮２５の厚みは２〜３ｍｍである。
【００３２】
図３は、生体情報測定用光学素子１３の溝部１８が生体組織に密着された様子を示す概略断面図である。図３に示すように、溝部１８に角質層２１や有棘層２２などの組織を有する生体を押し当てて密着させると、当該生体は図４に示すような形状となり、これにより組織の特定部分の透過特性を容易に測定することができる。
すなわち、光３１を溝部１８を通じて生体内に入射させると、角質層２１と溝部１８の界面で光３１は屈折し、所定角度で角質層２１に入射する。入射した光は生体内を直進し、有棘層２２を透過した後、再び角質層２１と溝部１８との界面で光３１は屈折し、溝部１８に到達する。
【００３３】
ここで、溝部１８と角質層２１の界面で光３１を図４に示すように屈折させるためには、溝部１８が設けられている光透過体１７の屈折率は、角質層２１や有棘層２２よりも高いほうが好ましい。
また、溝部１８の形状や大きさは、特に限定するものではないが、上述のように例えばＶ字形状の溝部を用いることができる。
【００３４】
つぎに、図４および５は、図３における溝部１８を部分的に拡大した図である。具体的には、図４および５は、一例として溝部１８の深さを変えることで、生体内の異なる深さを測定する方法について示した図である。
図４は、生体組織の浅い位置を測定する場合の溝部１８（すなわち第１の溝部１８ａ）付近の模式図を示し、図５は、深い位置を測定する場合の模式図を示しており、溝部１８（すなわち第２の溝部１８ｂ）には、角質層２１や有棘層２２等からなる組織を有する生体が接触している。
【００３５】
測定に用いる光としては、例えば波長が１．２μｍ以上２．５μｍ未満の近赤外領域の光や、波長が２．５〜１０μｍの中赤外領域の光などを用いることができる。
なかでも、中赤外領域は、物質に固有の吸収のある領域であるため、いずれの成分でも同定をし易く好ましい。中赤外領域の光は、生体による吸収が多いので、生体内に進入できる深さは２００μｍ程度である。一方、近赤外領域の光は、生体による吸収が少ないため、２００μｍ以上の深さであっても測定が可能である。
【００３６】
ここで、本発明に係る生体情報測定用光学素子および生体情報測定装置が測定する生体の組織としては、ヒト内側前腕部、耳垂、口唇粘膜、指および上腕部などの、表皮が存在する部位が挙げられる。
例えば、口唇は、角質層および真皮層を有さず、表皮層の厚みは５０〜２００μｍである。そこで、口唇の表皮層中の生体成分、例えばグルコースの濃度を測定する場合、中赤外領域の光を用いることができる。このとき、浅い溝部および深い溝部ともに、深さを２００μｍ以下に設定すればよい。
このようにすると、深い溝から得られた透過データ（すなわち透過した光から得られる測定データ）から、浅い溝から得られた透過データを差し引くことで、生体表面に存在する汗、汚れおよび唾液などの影響を抑制することができる。
【００３７】
光透過体１７の材料としては、例えば中赤外領域で透明なシリコンを用いる。シリコンを用いた場合、シリコンの結晶を公知技術である異方性エッチング加工を施すことで、容易にＶ溝形状を実現できる。
例えば、溝部１８の頂角３３はいずれも７０．６度に加工する。また、シリコンの結晶加工面を選択することで、頂角３３を１１７度に加工することも可能である。
本発明は、溝部１８の頂角３３を特に限定するものではないが、測定したい生体組織の表皮の厚さや硬さ等により、適宜選定すればよい。
【００３８】
また、指腹で測定を行う場合は、角質層の厚みが約２００μｍ、表皮層の厚みが約２４０μｍ、角質層、表皮層および真皮層の合計の厚みが約２ｍｍである。そこで、浅い溝部および深い溝部ともに、深さを４４０μｍ〜２ｍｍに設定して測定すると、深い溝から得られた透過データから、浅い溝から得られた透過データを差し引くことで、角質層および表皮層の影響を除去して、真皮層中の生体成分を測定することができる。
特に、生体成分がグルコースである場合、グルコースは真皮中に多く含まれるので好ましい。このとき、測定に用いる光としては、生体による吸収が少ない近赤外領域の光を用いることが好ましい。
このとき、光透過体１７の材料は、中赤外領域と同様にシリコンを用いても構わないが、これに限定せず、ガラスや樹脂を用いても構わない。
【００３９】
これにより図４の溝部１８（浅い第１の溝部１８ａ）で生体組織の比較的浅い部分を測定し、図５の溝部１８（第１の溝部１８ａよりも深い第２の溝部１８ｂ）で深い部分を測定することができる。
さらに、例えば図１に示したように、異なる深さの溝部を有する光透過体１７を多数積層することで、幾種類もの深さを測定することができる。
【００４０】
図３〜５に示すように、溝部１８により生体組織を通過し再び帰還した光は、その後、図１に示すように、光透過体１７から出射して光分割手段１４に到達する。
ここで、図６は、光分割手段１４の構成を示す概略図である。光透過体１７を出射した光は、光分割手段１４に到達する。図６に示す光分割手段１４は、遮光部４１と開口部４２から成り立っている。光分割手段１４は、図１にも示したように、光透過体１７から出射した光を、別々に分離独立させて測定するために用いられる。
【００４１】
すなわち、光分割手段１４を、開口部４２を複数の光透過体１７のうちいずれかに合わせて設置することで、その光透過体１７から出射した光のみを通過させることができる。そのため、光透過体１７に設けられた溝部１８からの生体信号を他の光透過体１７に設けられた溝部１０からの信号と分離させて、個々に高感度で検出することができる。
また、図１に示した分光手段１５は、詳細に示していないが、光分割手段１４を通過した光を、波長ごとの成分に分離するためのものである。
【００４２】
光分割手段１４の開口部４２の幅は、生体情報測定装置１００に設けられた光透過体１７から出射した光を受光できる幅であるのが好ましい。特に限定するわけではないが、生体情報測定装置１００の光透過体１７の厚みと同様に、同じ幅にするのも好ましい。
測定時の光分割手段１４の位置については、光透過体１７に対応させて光分割手段１４の位置決めをするのが好ましい。
また、光分割手段１４は、図示していないが、例えば図１に示す透過体１７に対応して動かされ、それぞれの透過体１７から出射した光を検出するのが好ましい。
【００４３】
分光手段１５により、分光された光は、光検出手段１６に入射し、その光の強度から、吸光度を算出する。
また、図示はしていないが、得られた吸光度を用いて演算手段により演算を行い、体液中のグルコース濃度を算出する。本発明では、浅い表層組織の情報と深い組織の情報を両方測定できるため、正確なグルコース濃度を算出することができる。
【００４４】
《実施の形態２》
図１に示す実施の形態１における第１の光透過体１７ａ、第２の光透過体１７ｂおよび第３の光透過体１７ｃを通る光の一部は、それぞれ互いに混信する場合がある。かかる混信をより確実に防止するという観点から、本実施の形態の生体情報測定用光学素子は、図７に示す構成を有する。
ここで、図７は、本実施の形態に係る生体情報測定用光学素子１３とそれを用いた生体情報測定装置の概略図である。図７においては、第１の光透過体１７ａと２つの第２の光透過体１７ｂとの間に光遮蔽体１９が配置されている。このような構成によれば、光遮蔽体１９によって、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂからの信号が互いに混信するのを防ぐことができ非常に好ましい。
【００４５】
光遮蔽体１９は、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂの光が透過しない部分に設けるのが好ましい。例えば、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂのいずれか一方が複数個含まれる場合には、隣接する光透過体の間に光遮蔽体１９を配置するのが好ましい。したがって、本発明の生体情報測定用光学素子は、複数個の光遮蔽体１９を有してもよい。
光遮蔽体１９を構成する材料としては、光を吸収もしくは反射する材料であれば用いることができる。例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、クロム、銅などの、使用する光を遮蔽できる金属が好ましい。さらには、これら金属の薄膜もしくは、これら金属膜と誘電体膜の多層膜を、蒸着やスパッタによって基板上に形成し、用いるのも好ましい。また、光遮蔽体１９としてアルミ箔等の金属箔を用い、その金属箔を光透過体の間に挟み込んで接合してもよい。また、光遮蔽体１９は板状であってもよい。
【００４６】
上記光遮蔽体１９が好ましい点について、図８を用いてさらに詳細に説明する。図８は、図７において光が出射する側（矢印Ｘの方向）から生体情報測定用光学素子１３を見たときの図である。
第１の光透過体１７ａ、２つの第２の光透過体１７ｂおよび２つの光遮蔽体１９が積層されている。そして、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂの、生体と接触する部分に、それぞれ第１の溝部１８ａおよび第２の溝部１８ｂが形成されている。
【００４７】
このような構成により、図８からわかるように、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂを通る光の一部は、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂ内の中央部を直進せず、光遮蔽体１９との境界にまで到達する。
このような光は、光源１１から出射した光を完全な平行光にし、しかも第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂに完全に真直ぐに入射させた場合はゼロにすることができる。ところが、光源自体が直径約１ｍｍ以上の発光体であることが多いため、完全な平行光にすることが難しく、このような理想状態にすることは困難である。
【００４８】
これに対し、本実施の形態においては、光遮蔽体１９との境界まで達した光の入射角度が、全反射角度よりも小さい場合、光は第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂを出射し、光遮蔽体１９に到達する。
光遮蔽体１９が存在しない場合は、光は隣り合う光透過体に再入射し、その光透過体で検出された信号と混信されるのに対し、本発明のように生体情報測定用光学素子１３に、光を十分に遮蔽できる光遮蔽体１９を設けた場合は、光遮蔽体１９でほとんどの光が吸収されるか、反射されるため、隣り合う光透過体１７に入力されることはない。したがって、光透過体１７を出射し光遮蔽体１９で反射された光は、再び同じ光透過体１７に帰還でき、信号の量が増大して好ましい。
【００４９】
ここで、光遮蔽体１９の形状として、板状の光遮光体について説明したが、これに限定するものではない。
光透過体の表面に金属膜を蒸着やスパッタによってコーティングしたり、また光透過体の間に例えばアルミ箔のような金属箔を挟み込んで接合しても構わない。接合の際には、接着剤層があってもよい。
その他の構成については、上記実施の形態１と同じでよい。
【００５０】
《実施の形態３》
本発明の生体情報測定用光学素子のより簡便な構造としては、図９に示すものが挙げられる。図９は、本実施の形態に係る生体情報測定用光学素子１３とそれを用いた生体情報測定装置の概略図である。
図９においては、第１の光透過体１７ａと第２の光透過体１７ｂとの間に光遮蔽体１９が配置されている。このような構成によれば、光遮蔽体１９によって、第１の光透過体１７ａおよび第２の光透過体１７ｂからの信号が互いに混信するのを防ぐことができ非常に好ましい。
その他の構成については、上記実施の形態１ないし実施の形態２と同じでよい。
【００５１】
本発明に係る生体情報測定用光学素子および生体情報測定装置が測定する生体の組織は、特に限定されるものではなく、ヒト内側前腕部、耳垂、口唇粘膜、指および上腕部など、表皮が存在する部位であれば構わない。
また、測定対象は、光学的に測定可能な体液成分などの物質であればよく、グルコース以外の体液成分の測定も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の生体情報測定用光学素子および生体情報測定装置は、表層組織およびそれよりも深い層を選択的に、正確に測定することができ、体液成分の情報を正確に測定することができる。また、生体組織だけではなく、種々の液体試料の測定も可能であり、本発明は、特に医療用途での体液成分の測定に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る生体情報測定用光学素子とそれを用いた生体情報測定装置の概略図である。
【図２】生体の皮膚の構造を示す概要図である。
【図３】生体情報測定用光学素子１３の溝部１８（第１の溝部１８ａ、第２の溝部１８ｂおよび／または第３の溝部１８ｃ）が生体組織に密着された様子を示す概略断面図である。
【図４】生体組織の浅い位置を測定する場合の溝部１８（すなわち第１の溝部１８ａ）付近の様子を示す図である。
【図５】生体組織の深い位置を測定する場合の溝部１８（すなわち第２の溝部１８ｂ）付近の様子を示す図である。
【図６】光分割手段１４の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る生体情報測定用光学素子１３とそれを用いた生体情報測定装置の概略図である。
【図８】図７において光が出射する側（矢印Ｘの方向）から生体情報測定用光学素子１３を見たときの図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る生体情報測定用光学素子１３とそれを用いた生体情報測定装置の概略図である。
【図１０】従来の生体情報測定装置の構成を示す概略図である。
【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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