特許 6606817 測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6606817

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】測定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1455 20060101AFI20191111BHJP

   G01N 21/359 20140101ALI20191111BHJP

   A61B 10/00 20060101ALN20191111BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/1455

   G01N21/359

   !A61B10/00 E

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-197033(P2014-197033)

(22)【出願日】2014年9月26日

(65)【公開番号】特開2016-67393(P2016-67393A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年8月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124682

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100104710

【弁理士】

【氏名又は名称】竹腰 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100090479

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 一

(72)【発明者】

【氏名】西田 和弘

【審査官】 北島 拓馬

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２１５６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０４１７７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１４９９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０３２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２１２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３３１６３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００ − １／３２

Ａ６１Ｂ ５／０６ − ５／２２

Ａ６１Ｂ ９／００ −１０／０６

Ｇ０１Ｎ ２１／００ −２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ −２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって生体に照射される光を光学測定して前記生体内の体液の成分を測定する測定装置であって、
前記生体測定用光源システムは、光学フィルターを用いて１１９６ｎｍの波長の光強度を８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下に補正した光を照射することで、水の光を吸収又は散乱する波長特性における部分的な特徴帯域に対応する帯域の光強度を、他の帯域に比べて大きくした光を照射し、
前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上５０ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置。

【請求項2】

生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって生体に照射される光を光学測定して前記生体内の体液の成分を測定する測定装置であって、
前記生体測定用光源システムは、光学フィルターを用いて１４５３ｎｍの波長の光強度を８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して２５倍以上１００倍以下に補正した光を照射することで、水の光を吸収又は散乱する波長特性における部分的な特徴帯域に対応する帯域の光強度を、他の帯域に比べて大きくした光を照射し、
前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置。

【請求項3】

生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって生体に照射される光を光学測定して前記生体内の体液の成分を測定する測定装置であって、
前記生体測定用光源システムは、光学フィルターを用いて９２４ｎｍの波長の光強度を７３２ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下に補正した光を照射することで、ヘモグロビンの光を吸収又は散乱する波長特性における部分的な特徴帯域に対応する帯域の光強度を、他の帯域に比べて大きくした光を照射し、
前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測
定装置。

【請求項4】

生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって生体に照射される光を光学測定して前記生体内の体液の成分を測定する測定装置であって、
前記生体測定用光源システムは、光学フィルターを用いて９２４ｎｍの波長の光強度を７３２ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下に補正した光を照射することで、ヘモグロビンの光を吸収又は散乱する波長特性における部分的な特徴帯域に対応する帯域の光強度を、他の帯域に比べて大きくした光を照射し、
前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に定めた反射方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体に光を照射して、生体内の体液の成分を光学的に測定するための生体測定用光源システムを備えた測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非侵襲的な計測の１つに、近赤外光を光ファイバーで被験者の皮膚へ導いて入射させ、拡散反射散乱光の吸光度スペクトルから体内成分の定量分析を行う技術が公知である（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

また、人体に代表される生体組織には、特徴的な光の吸収・反射特性（以降、「光吸収散乱波長特性」と呼ぶ）があることが知られている。具体的には、波長２００ｎｍから７００ｎｍ付近では生体内の体液の成分の1つであるヘモグロビンによる吸収の影響が大きく、２０００ｎｍ以上の波長域では水による吸収の影響が大きい。その為、計測光は「光学的窓」とよばれるヘモグロビン等の生体内の体液の成分や水による吸収の影響が小さく散乱が優性な帯域の波長が選択的に利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２５９９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

さて、計測精度を向上させるためには、検出信号のＳ／Ｎ比（信号雑音比）を向上させることが必要である。その方策としては、信号を大きくするアプローチと、ノイズを小さくするアプローチとがある。計測光を被験者に照射する計測装置において計測光として、例えばレーザーや単波長ＬＥＤのような特定単波長のみを用いる構成であれば、Ｓ／Ｎ比を改善するためには、単に入射光を熱障害等の弊害が起きない程度に適当に強くすれば良いことになる。

【0006】

しかし、レーザーや単波長ＬＥＤよりも広い帯域の計測光、所謂「白色光」を計測光と用いて、広い波長域に渡ってスペクトル計測する場合（例えば吸光スペクトルを計測するなどの場合）では、単に入射光を強くすれば良いというわけにはいかない。なぜならば、生体組織の光吸収散乱波長特性はよく見ると所々にピークが存在し一様ではない。当然、吸収されやすい波長は他の波長に比べてＳ／Ｎ比が悪くなる。ここで当該波長の局所的な低Ｓ／Ｎ比を改善するために計測光を強くすると、所望する改善が実現する前に、計測光全体としての光強度（「光学的窓」を含む比較的広い全帯域の光強度の波長方向の積分値）が高くなる。その結果、熱障害等の弊害を抑制するための公知のガイドライン（例えば、ＪＩＳＣ７５５０：ランプ及びランプシステムの光生物学的安全性、日本工業規格協会、２０１１）に達してしまうおそれがある。

【0007】

本発明は、こうした事情を鑑みて考案されたものであり、測定対象生体の光吸収散乱波長特性に起因する局所的な低Ｓ／Ｎ比を改善し、より広い帯域で良好なＳ／Ｎ比が得られ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】

【0008】

以上の課題を解決するための第１の発明は、生体に光を照射して、生体内の体液の成分を光学的に測定するための生体測定用光源システムであって、水の光を吸収又は散乱する波長特性における部分的な特徴帯域に対応する帯域の光強度を、他の帯域に比べて大きくした光を照射する生体測定用光源システムである。

【0009】

生体内の体液とは、例えば血液、リンパ液、組織液などを含む。
第１の発明によれば、生体内で吸収・散乱されやすい特徴帯域に対応する帯域の光成分を選択的に増強することで、未増強時の低Ｓ／Ｎ比を改善し、他の帯域の波長のＳ／Ｎ比との偏りを少なくすることができる。それでいて、部分的な帯域の光強度のみが増加するので、生体に照射される計測光全体としての強度は、単に光源を強化して計測光の全波長の光強度を上げる場合よりも遙かに少なくて済む。
よって、測定対象生体の光吸収散乱波長特性に起因する局所的な低Ｓ／Ｎ比を改善し、より広い帯域で良好なＳ／Ｎ比が得られるようになる。

【0010】

選択的に増強する波長と増強する強度の関係については、測定対象とする生体内の体液の特徴に応じて適宜設定可能である。
例えば、第２の発明は、９７６ｎｍの波長の光強度が８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下の光を照射する第１の発明の生体測定用光源システムである。

【0011】

また、第３の発明は、１１９６ｎｍの波長の光強度が８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下の光を照射する第１の発明の生体測定用光源システムである。

【0012】

また、第４の発明は、１４５３ｎｍの波長の光強度が８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して２５倍以上１００倍以下の光を照射する第１の発明の生体測定用光源システムである。

【0013】

９７６ｎｍ、１１９６ｎｍ、１４５３ｎｍは、体液に占める割合が大きい水に対する光の吸収・散乱周波数特性において、局所的に吸収されやすい波長である。よって、第２〜第４の発明によれば、水による光吸収の度合いが高い波長領域の光を用いた測定に効果的である。

【0014】

また、第５の発明は、７５８ｎｍの波長の光強度が７３２ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下の光を照射する第１の発明の生体測定用光源システムである。

【0015】

また、第６の発明は、９２４ｎｍの波長の光強度が７３２ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下の光を照射する第１の発明の生体測定用光源システムである。

【0016】

７５８ｎｍ、９２４ｎｍは、静脈血相当の酸素飽和度のヘモグロビンに吸収されやすい波長である。よって、第５の発明や第６の発明によれば、血液成分を測定対象に含む場合に効果的である。

【0017】

そして、これらの発明は、計測光の照射位置と受光位置との関係に応じて、更に最適化を図ることができる。
例えば、第７の発明として、第２、第５又は第６の発明の生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置、を構成すると好適である。

【0018】

また、第８の発明として、第２、第５又は第６の発明の生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に定めた反射方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置、を構成すると好適である。

【0019】

また、第９の発明として、第３の発明の生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上５０ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置、を構成すると好適である。

【0020】

また、第１０の発明として、第３の発明の生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上５ｍｍ以下に定めた反射方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置、を構成すると好適である。

【0021】

また、第１１の発明として、第４の発明の生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置、を構成すると好適である。

【0022】

また、第１２の発明として、第４の発明の生体測定用光源システムを備え、前記生体測定用光源システムによって照射される光の入出射間距離を１ｍｍ以下に定めた反射方式による光学測定によって前記生体内の体液の成分を測定する測定装置、を構成すると好適である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】生体測定装置の構成例を示す図。

【図2】光学フィルターの作用効果を説明するための模式図。

【図3】光路長１ｍｍの水の吸光度スペクトルのグラフ。

【図4】光路長１ｍｍの水の透過率のグラフ。

【図5】計測光のパワースペクトルの例を示すグラフ。

【図6】計測光のパワースペクトルの例を示すグラフ。

【図7】計測光に要求される入出射間距離とパワー比の関係例を示す図。

【図8】ヘモグロビンの吸光度スペクトルを示すグラフ。

【図9】ヘモグロビンの吸光度スペクトルを示すグラフ。

【図10】ヘモグロビンの吸光度スペクトルを示すグラフ。

【図11】計測光に要求される入出射間距離とパワー比の関係例を示す図。

【図12】生体測定装置の構成の変形例を示す図。

【図13】生体測定装置の構成の変形例を示す図。

【図14】生体測定装置の構成の変形例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態における生体測定装置の構成例を示す図である。
本実施形態の生体測定装置２は、生体の外皮面から計測光を照射し、生体組織内による後方散乱光（以降「散乱光」と言う）のうち外皮側へ返ってくる光を受光して生体内の体液の成分を光学的に測定する反射方式による光学測定装置である。
生体測定装置２は、計測光を供給する生体測定用光源システム４と、生体測定用光源システム４から計測光を測定対象生体３へ導く照射用光ファイバー６と、散乱光を受光する受光用光ファイバー７と、受光用光ファイバー７で導かれた散乱光を分光計測する光検出装置８と、を有する。

【0025】

照射用光ファイバー６と、受光用光ファイバー７と、光検出装置８とは、特許文献１で開示されるような公知の測定装置の技術を利用することで実現できる。

【0026】

例えば、光検出装置８は、公知の「光スペクトル測定器」と同様に実現することができる。本実施形態では、受光用光ファイバー７で導かれた散乱光を、計測光の帯域の波長別にモノクロメーター８１で分光し、分光された波長別の光強度を測光部８２で電気信号に計測する。そして、信号処理部８３で適宜増幅やＡ／Ｄ変換等してデジタルデータ処理して、検出した散乱光のパワースペクトルや生体内の体液の成分の測定値（例えば、血糖値など）を算出する。更に、算出した測定結果をフラットパネルディスプレイなどの表示部８５に表示し、測定結果のデータをＩＣメモリーやハードディスクなどの記憶部８６へ記憶することができる。勿論、これら以外にも、導光用のレンズや光学フィルター、シャッター機構などを適宜設けることができる。

【0027】

なお、測光部８２は、単独の光電変換する素子（例えば、光電管）に限らず、一度に複数の波長について測光できるマルチチャンネルのＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の測光素子であってもよい。また、表示部８５や記憶部８６は、通信接続された外部装置であっても良い。

【0028】

生体測定用光源システム４は、計測光の初源光を発する光源部４１と、初源光のエネルギー波長特性（エネルギースペクトル密度と同意。以降、「パワースペクトル」と呼ぶ。）を補正する光学フィルター４２と、有する。勿論、こら以外にも、集光用のレンズなども適宜搭載することができる。

【0029】

光源部４１は、ハロゲンランプや、ＬＥＤ（発光ダイオード）、キセノンランプ、広帯域レーザーなどの単独使用や組合せ使用により実現される。本実施形態では、初源光は、単波長ではなく白色光に代表される広帯域光であって、人体に代表される生体に係る既知の光吸収散乱波長特性における光学的窓の波長帯域の少なくとも一部を含む比較的広い帯域の光とする。例えば、ハロゲンランプの発光周波数特性がそれに該当する。光源としてＬＥＤを用いる場合には、異なる複数の発光周波数特性を有する複数種類のＬＥＤを同時に発光させて、同様に広い帯域の周波数特性を実現するとしてもよい。

【0030】

光学フィルター４２は、例えば、誘電体多層膜によるフィルターであって、１）初源光のエネルギー波長特性を均質化・白色化する効果と、２）測定対象生体３に係る既知の光吸収散乱波長特性において局所的に吸収・散乱の強さの山を有する局所帯域の光強度（スペクトルパワー）を、他の帯域と比べて相対的に大きくするように補正する効果と、を有する。

【0031】

図２は、光学フィルター４２による効果を説明するための模式図である。
測定対象生体３の標準とされる光吸収散乱波長特性Ｒ３が既知であり、波長λｐにおいて吸収・散乱の局所的なピーク（山）を有しているものとする。この波長λｐ付近が低Ｓ／Ｎ比となる。そして、この局所帯域を「特徴帯域Ｗ」と呼ぶ。また、光源部４１から発せられる初源光のパワースペクトルＲ０も既知である。

【0032】

光学フィルター４２は、初源光のパワースペクトルＲ０を均質化しつつも、波長λｐを含む特徴帯域Ｗの光強度がそれ以外の帯域より大きくなるように補正する。逆にいうと、特徴帯域Ｗ以外の帯域の光強度を低くする。この結果、計測光は、補正後のパワースペクトルＲ１を有することとなる。問題となる波長λｐを中心とした局所的な低Ｓ／Ｎ比は、特徴帯域Ｗの光強度が部分的に高められたことでＳ／Ｎ比が改善する。それでありながら、計測光全体としての総光エネルギーの増加は限定的であり、照射による熱障害等を起こすレベルには達しない。よって、測定対象生体の光吸収散乱波長特性に起因する局所的な低Ｓ／Ｎ比を改善し、より広い帯域で良好なＳ／Ｎ比が得られる。

【0033】

なお、図２は、理解を容易にするために、パワースペクトルＲ０、Ｒ１及び光吸収散乱波長特性Ｒ３は単純化して図示されている。
また、増強される特徴帯域Ｗの帯域幅は、望むらくはパワースペクトルＲ０における吸収・散乱の局所的な山の両裾野に相当する波長間（図示相当）とするが、少なくとも波長λｐを中心とした帯域４０ｎｍとすれば、発明の目的を達することができる。

【0034】

次に、生体測定用光源システム４を製造する上で目標とする計測光のパワースペクトルＲ１の具体例として、散乱光のうち８００ｎｍ〜１８００ｎｍの光強度を利用して生体内の体液の成分を測定する場合について説明する。

【0035】

図３は、光路長１ｍｍの水の吸光度スペクトルの実測例のグラフである。図４は、それを透過率で表したグラフである。これらのグラフから、９６０ｎｍ付近、１２００ｎｍ付近、１４５０ｎｍ付近に水の吸収が大きい波長帯域、すなわち「特徴帯域」が存在することが分かる。計測光の波長特性が比較的フラットである場合、これらの特徴帯域で検出される散乱光は、他の波長の散乱光と比較して小さくなる。つまり、特徴帯域ではＳ／Ｎ比が局所的に低くなる。そこで、この局所的な低Ｓ／Ｎ比を改善するために、８００ｎｍ〜１８００ｎｍの帯域の波長においてＳ／Ｎ比が概ね同程度となるように計測光のパワースペクトルを設定する。

【0036】

計測光のパワースペクトルをＰ（λ）とすると、次式（１）を満たす場合に計測される光の波長依存性が概ねフラットとなり、波長によるＳ／Ｎ比のバラツキが小さくなる。但し、Ｔw（λ）＝水の透過率スペクトル、Ａw（λ）＝水の吸光度、μaw（λ）＝水の吸収計数、ｄ＝光路長、Ｃ＝定数である。

【数1】

【0037】

また、式（１）は式（２）のように変形できる。

【数2】

【0038】

また、波長間のパワー比の関係に着目すると、式（１）から式（３）を求めることができる。

【数3】

【0039】

よって、これらの数式に基づき、光源部４１の初源光のパワースペクトルＲ０と、光学フィルター４２の仕様とを定め、生体測定用光源システム４を製造すればよい。
例えば、図５は、Ｃ＝１、ｄ＝１とした場合のＰ（λ）を示すグラフであって、目標とするべき計測光のパワースペクトルを示している。図６は同条件のｌｎ（Ｐ（λ））を示すグラフである。これらのグラフで示されるパワースペクトルを有する計測光を実現すれば、９７６ｎｍ、１１９６ｎｍ、１４５３ｎｍをそれぞれ含む３つの特徴領域の光強度が、他帯域の光（吸収係数・吸光度が低く、Ｓ／Ｎ比がもともと良好とされていた帯域；例えば、８００ｎｍ付近、１０７３ｎｍ付近など）より大きくなる。そして、生体への熱障害等を適切に抑制しつつ効率的にノイズの少ない生体計測を実現することができることになる。

【0040】

そして、計測光の照射位置と散乱光の受光位置の関係すなわち入出射間距離Ｌ（図１参照）とパワー比の関係の一例は、例えば図７のようになる。なお、図７（１）を求める前提としては、平均の光路長ｄと入出射間距離Ｌは概ね図７（２）の関係にあるものとした。光源部４１の初源光のパワースペクトルＲ０と光学フィルター４２の仕様とを作り込む際、図５や図６で示されるパワースペクトルと全く同じ特性が実現できなくとも、第１の波長λ１と第２の波長λ２の一方を増強する波長とし、他方をＳ／Ｎ比がもともと良好とされていた他波長として、図７（１）で示されるパワー比の関係を満たせれば本実施形態の目的は達せられる。

【0041】

具体的には、入出射間距離を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に定めるならば、９７６ｎｍの波長の光強度が８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下、となるようにすればよい。もし、計測光の照射位置と受光位置の関係が測定対象生体３を挟んで計測光を透過させる位置関係とする透過式の場合ならば、入出射間距離を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下に定めると同様のパワー比が適用できる。

【0042】

入出射間距離を１ｍｍ以上５ｍｍ以下に定めるならば、１１９６ｎｍの波長の光強度が８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下とする。入出射間距離を１ｍｍ以上５０ｍｍ以下に定めた透過方式とするならば同様のパワー比が適用できる。

【0043】

また、入出射間距離を１ｍｍ以下に定めるならば、１４５３ｎｍの波長の光強度が８００ｎｍ又は１０７３ｎｍの波長の光強度に対して２５倍以上１００倍以下とする。入出射間距離を１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に定めた透過方式とするならば同様のパワー比が適用できる。

【0044】

次に、生体測定用光源システム４を製造する上で目標とする計測光のパワースペクトルＲ１の具体例として、散乱光のうち８００ｎｍ以下の光強度を利用して、生体内の体液の成分を測定する場合について説明する。

【0045】

８００ｎｍ以下の波長域では、ヘモグロビンによる吸収が支配的となる。よって、
当該波長域では、ヘモグロビンの吸収係数を前出の式（２）、式（３）に適用すれば良いことになる。

【0046】

例えば、図８〜図１０は、酸化ヘモグロビン（凡例：Hb02）と、脱酸素化ヘモグロビン（凡例：Hb）と、酸化ヘモグロビン７０％＋脱酸素化ヘモグロビン３０％混合（凡例：７０％）との吸収スペクトルを示すグラフである。酸化ヘモグロビンが動脈血に相当し、酸化ヘモグロビン７０％＋脱酸素化ヘモグロビン３０％混合が静脈血に相当する。生体測定装置２では、皮膚面から計測光を照射するので、動脈よりも浅い静脈を照射目標と想定し、酸化ヘモグロビン７０％＋脱酸素化ヘモグロビン３０％混合の波長特性に着目する。

【0047】

すると、９２４ｎｍ近傍と、７５８ｎｍ近傍と、５７６ｎｍ近傍と、５４２ｎｍ近傍と、４３５ｎｍ近傍と、３４７ｎｍ近傍と、２７６ｎｍ近傍に、吸収されやすい波長の「特徴帯域」がある。よって、これらの特徴帯域で、図１１で示すパワー比を満たすように、光源部４１及び光学フィルター４２の仕様を定め、生体測定用光源システム４を製造すればよいことになる。

【0048】

具体的には、入出射間距離を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に定めるならば、７５８ｎｍの波長の光強度が７３２ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下とする。また、９２４ｎｍの波長の光強度が７３２ｎｍの波長の光強度に対して１倍超１００倍以下となるようにすればよい。もし、入出射間距離を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下に定めた透過方式とするならば同様のパワー比が適用できる。

【0049】

〔変形例〕
以上、本発明を適用した生体測定装置の実施形態の一例について説明したが、本発明を適用可能な形態がこれに限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更等を施すことができる。

【0050】

［その１］
例えば、計測光の目標とするべきパワースペクトルは、図５〜図６で示すような式（１）から求められるパワースペクトル等に限定されるものではなく、これらに近い特性を有するならば同等の効果が期待できる。
例えば、局所的な低Ｓ／Ｎ比に対応する波長（例えば、４３５ｎｍ、９７６ｎｍ、１１９６ｎｍなど）を中心として所定の帯域幅（例えば、４０ｎｍ程度）を有する帯域を設定し、当該帯域が式（３）で求められるパワー比を満たせば十分な効果を期待できる。なお、この場合、特徴帯域Ｗの幅は、低Ｓ／Ｎ比の波長が作るスペクトルの山の幅に応じて変更することができる。

【0051】

［その２］
また、式（１）〜式（３）に基づかず、測定対象生体３の既知の吸光度スペクトル（図３、図８〜図１０参照）の縦軸を当該波長の増強目標値の軸と読み替えて、光源部４１と光学フィルター４２とを設定すると考えてもよい。

【0052】

［その３］
また、生体測定装置２を、生体測定用光源システム４によって照射される計測光の入出射間距離を１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に定めた透過方式による光学測定によって生体内の体液の成分を測定する測定装置とする場合、すなわち、生体測定用光源システム４から測定対象生体３へ計測光を照射し、測定対象生体３からの散乱光を光検出装置８で受光する場合には、図１２に示すように、照射用光ファイバー６及び受光用光ファイバー７を省略することができる。

【0053】

［その４］
また、図１３に示すように、モノクロメーター８１は、光検出装置８ではなく生体測定用光源システム４の最終段（光学フィルター４２の後段）に設ける構成としてもよい。また、光源部４１と光学フィルター４２の間に、光量調整装置４３を追加するとしてもよい。

【0054】

［その５］
また、上記実施形態では、光学フィルター４２のスペクトル補正効果によって、特徴帯域の光エネルギーを他波長のそれより大きくする構成としたが、光の混合により実現するとしてもよい。
例えば、図１４に示すように、光源部４１で発せられる初源光を白色化フィルター４４でパワースペクトルをフラット化する。これとは別に、特徴帯域の波長の光を選択的に発する特殊光源部４５（例えば、近赤外ＬＥＤなどで構成）と、光混合器４６とを追加する。そして、光混合器４６で白色化フィルター４４を通った光に特殊光源部４５の光を混合して、計測光として出力する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0055】

２…生体測定装置、３…測定対象生体、４…生体測定用光源システム、６…照射用光ファイバー、７…受光用光ファイバー、８…光検出装置、４１…光源部、４２…光学フィルター、４３…光量調整装置、４４…白色化フィルター、４５…特殊光源部、４６…光混合器、８１…モノクロメーター、８２…測光部、８３…信号処理部、８５…表示部、８６…記憶部、Ｌ…入出射間距離、Ｗ…特徴帯域、ｄ…光路長

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】