JP7693132B2 - 生体成分測定装置 - Google Patents

Description

本開示は、生体成分測定装置に関する。

生体に含まれる成分である生体成分（例えば、間質液に含まれる糖質、脂質）の量を測定する非侵襲方式の生体成分測定装置の提案がある（例えば、特許文献１参照）。この装置は、ポンプ光を吸収した生体の発熱量が生体成分の量に対応して異なるという特性を利用して、例えば、間質液に含まれる成分の量を測定する。なお、間質液は細胞に含まれる液体であって血管よりも皮膚表面の近くにある領域にまで存在するため、生体の外部から生体成分を測定する際には間質液の成分が測定されることが多い。

特許第６９８５５６１号公報

しかしながら、生体の発熱量（すなわち、生体によるポンプ光からの吸収熱量）の違いを利用する従来の生体成分測定装置においては、生体成分の測定の精度の向上が求められている。

本開示は、生体成分の測定の精度を向上させることができる生体成分測定装置を提供することを目的とする。

本開示の生体成分測定装置は、生体の生体部位に接触して前記生体の生体成分を測定する装置であって、部位第１の面を含み、温度分布に対応して屈折率分布が変化する光学部材と、前記第１の面に接触している前記生体部位を発熱させるためのポンプ光を照射するポンプ光照射部と、プローブ光を出射するプローブ光光源と、前記光学部材に入射し、前記第１の面の近傍領域を経由して伝播して、前記光学部材から出射した前記プローブ光の位置を検出する光位置検出器と、前記ポンプ光を照射していない第１の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第１の位置と前記ポンプ光を照射している第２の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第２の位置との差に基づいて前記生体部位における前記生体成分を計算するデータ処理部と、を有し、前記ポンプ光は、前記第１の面における前記ポンプ光の照射領域が前記光学部材内において前記プローブ光が伝播する光路を前記第１の面に投影して得られる第１の方向に延在するように成形されており、前記ポンプ光照射部は、ポンプ光光源と、前記ポンプ光光源から出射した光を成形して前記照射領域に照射される前記ポンプ光を生成する光学素子とを含み、前記光学素子は、前記ポンプ光光源から出射した前記光を複数のビームに分割することで、前記複数のビームからなる前記ポンプ光を生成し、前記複数のビームは、前記第１の方向に並ぶ－１次光、０次光、＋１次光を含み、前記光学部材内に入射する前記プローブ光は、前記第１の面上において、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光が前記第１の方向に並ぶことによって形成された屈折率分布領域を通過することを特徴とする。
また、本開示の他の生体成分測定装置は、生体の生体部位に接触して前記生体の生体成分を測定する装置であって、部位第１の面を含み、温度分布に対応して屈折率分布が変化する光学部材と、前記第１の面に接触している前記生体部位を発熱させるためのポンプ光を照射するポンプ光照射部と、プローブ光を出射するプローブ光光源と、前記光学部材に入射し、前記第１の面の近傍領域を経由して伝播して、前記光学部材から出射した前記プローブ光の位置を検出する光位置検出器と、前記ポンプ光を照射していない第１の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第１の位置と前記ポンプ光を照射している第２の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第２の位置との差に基づいて前記生体部位における前記生体成分を計算するデータ処理部と、を有し、前記ポンプ光は、前記第１の面における前記ポンプ光の照射領域が前記光学部材内において前記プローブ光が伝播する光路を前記第１の面に投影して得られる第１の方向、に直交する第２の方向に延在するように成形されており、前記ポンプ光照射部は、ポンプ光光源と、前記ポンプ光光源から出射した光を成形して前記照射領域に照射される前記ポンプ光を生成する光学素子とを含み、前記光学素子は、前記ポンプ光光源から出射した前記光を複数のビームに分割することで、前記複数のビームからなる前記ポンプ光を生成し、前記複数のビームは、前記第２の方向に並ぶ－１次光、０次光、＋１次光を含み、前記光学部材内に入射する前記プローブ光は、前記第１の面上において、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光が前記第２の方向に並ぶことによって形成された屈折率分布領域を通過することを特徴とする。

本開示の装置によれば、生体成分測定装置の生体成分の測定の精度を向上させることができる。

実施の形態１に係る生体成分測定装置の構成を示す概略図である。 実施の形態１に係る生体成分測定装置のハードウェア構成の例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図及び側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例１に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図及び側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例２に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図及び側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例３に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図及び側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例４に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図及び側面図である。 実施の形態２に係る生体成分測定装置の構成を示す概略図である。 実施の形態２に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図である。 実施の形態３に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図である。 実施の形態４に係る生体成分測定装置の光学部材の屈折率分布領域のプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図である。

以下に、実施の形態に係る生体成分測定装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。なお、各図において、同じ構成には、同じ符号が付されている。

実施の形態に係る生体成分測定装置は、生体成分（例えば、人間の体の間質液に含まれる糖質、脂質）の量を測定する非侵襲方式の装置である。実施の形態に係る生体成分測定装置の具体例は、人の手、指、又は腕などの身体部位である生体から、光学的に血糖値を測定する血糖値測定装置である。実施の形態に係る生体成分測定装置は、生体によるポンプ光からの吸収熱量に対応する生体の発熱量が生体成分の量に対応して異なるという特性を利用して、生体成分の量を光学的に測定する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る生体成分測定装置１の構成を示す概略図である。生体成分測定装置１は、測定対象である生体部位９０を接触させるための接触面である第１の面１１を有する光学部材１０と、ポンプ光（すなわち、励起光）Ｐｕを照射するポンプ光照射部２０と、プローブ光Ｐｒを出射するプローブ光光源３０と、光学部材１０を通過したプローブ光Ｐｒ１、Ｐｒ２の位置を検出する光位置検出器４０と、データ処理部５０とを有している。

図１及び後述される図には、ＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。Ｘ軸は、光学部材１０内においてプローブ光Ｐｒが伝播する光路を測定対象の生体の接触面である第１の面１１に投影して得られる第１の方向（Ｘ）であるＸ軸方向の座標軸である。Ｙ軸は、光学部材１０内においてプローブ光Ｐｒが伝播する光路を第１の面１１に投影して得られる第１の方向（Ｘ）、に直交する第２の方向（Ｙ）であるＹ軸方向の座標軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸の両方に直交し、ポンプ光照射部２０から光学部材１０に向かうポンプ光Ｐｕの伝播方向に概ね一致する方向の座標軸である。

光学部材１０は、温度分布に対応して屈折率分布が変化する光透過性の材料（例えば、光学媒質としてのガラス）で形成される。つまり、光学部材１０の第１の面１１には、生体部位９０が接触しており、生体部位９０の発熱量に応じたプロファイルの屈折率分布領域２６が光学部材１０内に形成される。屈折率分布領域２６は、光学部材１０の温度分布に対応して屈折率が変化している領域である。光学部材１０は、温度が上昇する領域で屈折率が低下する。光学部材１０は、例えば、カルコゲナイドガラスで形成される。光学部材１０は、プリズムとも呼ばれる。図１の例では、光学部材１０は、第１の面１１の反対側の面である第２の面１２と、プローブ光Ｐｒが入射するプローブ光入射面である第３の面１３と、プローブ光Ｐｒ１又はＰｒ２が出射するプローブ光出射面である第４の面１４とを有している。

ポンプ光照射部２０は、例えば、ポンプ光光源２１と、レンズ２２と、ポンプ光の照射領域を成形するための光学素子２３とを有している。ポンプ光照射部２０は、第１の面１１に接触している生体部位９０にポンプ光Ｐｕを照射する。ポンプ光Ｐｕは、ポンプ光照射部２０から出射され第２の面１２を通して光学部材１０内に入射し、光学部材１０内を概ねＺ軸方向に伝播して、第１の面１１に接触している生体部位９０に当たる。ポンプ光Ｐｕを受けた生体部位９０は発熱する。このときの発熱量は、生体部位９０の生体成分の量に対応して変化する。

ポンプ光光源２１、例えば、広帯域の赤外光を放射し得る半導体レーザである。半導体レーザは、例えば、量子カスケードレーザ（ＱＣＬ：Quantum Cascade Laser）である。

光学素子２３は、例えば、回折格子である。光学素子２３は、ホログラム素子であってもよい。光学素子２３は、回折格子及びホログラム素子に限定されない。ポンプ光照射部２０の光学素子２３は、第１の面１１におけるポンプ光Ｐｕの照射領域が予め決められた延在方向に延在するように成形する。図１の例では、光学素子２３は、ポンプ光光源２１から出射された光を、第１の方向（Ｘ）であるＸ軸方向に並ぶ３本のビームに分割する。３本のビームは、光学素子２３によって生成された－１次光、０次光、＋１次光である。なお、本出願において破線で示されるビームの幅（外形）は、ビーム軸に垂直且つ交差する方向の直径で表され、様々な方法の定義がある。ビーム幅の定義の例としては、１／ｅ^２、又は半値全幅（ＦＷＨＭ）などがある。また、光学素子２３で分割するビームの数は必ずしも３本に限らず、複数であればよい。例えば、光学素子２３の回折格子又はホログラム素子の格子ピッチや格子深さを適切に設定することで分割するビームを決めることができる。

プローブ光光源３０は、プローブ光Ｐｒを出射する。プローブ光Ｐｒは、第３の面１３を通して光学部材１０内に入射し、第１の面１１の近傍領域を経由して伝播し第１の面１１で全反射して、第４の面１４から出射する。ポンプ光Ｐｕが照射されているときには、生体部位９０の発熱によって第１の面１１の近傍領域には屈折率分布領域２６が形成される。図１に示されるように、ポンプ光Ｐｕが照射されていないときには、光学部材１０の第４の面１４から出射されるプローブ光Ｐｒ１の位置になる。ポンプ光Ｐｕが照射されているときには、屈折率分布領域２６のプロファイルが大きくなり、光学部材１０の屈折率分布領域２６を通過して第４の面１４から出射されるプローブ光Ｐｒ２の位置（Ｐｒ１よりＺ軸方向に差Ｄだけずれた位置）になる。

光位置検出器４０は、第４の面１４から出射したプローブ光Ｐｒ１又はＰｒ２を検出する。光位置検出器４０は、プローブ光Ｐｒ１、Ｐｒ２のＺ軸方向における入射位置を検出する。

なお、プローブ光光源３０からのプローブ光Ｐｒが第３の面１３で屈折し、伝播方向を変えて第１の面１１の近傍領域の屈折率分布領域２６に到達するように第３の面１３は第１の面１１や第２の面１２に対して傾斜させているが、これに限ることはない。プローブ光Ｐｒが光学部材１０に入射する方向設定に応じて第１の面１１の近傍領域の屈折率分布領域２６に到達するように、第３の面１３は、第１の面１１や第２の面１２に対して垂直な面であってよい。
同様に、第４の面１４は第１の面１１や第２の面１２に対して必ずしも傾斜させる必要はなく、光位置検出器４０の位置に応じて、第１の面１１で全反射したプローブ光Ｐｒが光位置検出器４０に入射するように第４の面１４は、第１の面１１や第２の面１２に対して垂直な面であってよい。
第３の面１３や第４の面１４を、第１の面１１や第２の面１２に対して垂直な面とすることによって、光学部材１０が加工工程における難易度が下がり、不良率や製造コストを抑える効果がある。

データ処理部５０は、ポンプ光Ｐｕを照射していない第１の状態において光学部材１０の第４の面１４から出射したプローブ光Ｐｒ１のＺ軸方向の位置である第１の位置とポンプ光Ｐｕを照射している第２の状態において光学部材１０の第４の面１４から出射したプローブ光Ｐｒ２のＺ軸方向の位置である第２の位置との差Ｄに基づいて生体部位９０における生体成分の量を計算する。差Ｄに基づいて生体部位９０における生体成分の量を取得する方法は、公知の方法であり、例えば、予め取得されている計算式によって計算する方法を使用することができる。

生体成分測定装置１を用いれば、第１の方向（Ｘ）に延在するプロファイルのポンプ光を生体部位９０に照射しているので、光学部材１０の内部に形成される屈折率分布領域２６のプロファイルが第１の方向（Ｘ）に長くなっている。光学部材１０内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に延在した屈折率分布領域２６を通過することによって、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。

図２は、実施の形態１に係る生体成分測定装置１のハードウェア構成の例を示す図である。実施の形態１に係る生体成分測定装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ１０１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置としてのメモリ１０２と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性記憶装置である記憶装置１０３と、インタフェース１０４とを有している。これらの構成は、専用の処理回路によって構成されてもよい。図２のプロセッサ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３は、光位置検出器４０の検出信号を受信可能であって、プローブ光光源３０及びポンプ光光源２１の制御部と通信可能である、外部のコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、などに備えられてもよい。

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る生体成分測定装置１の光学部材１０の屈折率分布領域２６のプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図及び側面図である。この例では、ポンプ光照射部２０の光学素子２３（例えば、回折格子又はホログラム素子など）は、第１の面１１上において、複数のビームとしての－１次光、０次光、＋１次光が予め決められた延在方向である第１の方向（Ｘ）に並び、－１次光と０次光とが端部で互いに重なり、０次光と＋１次光とが端部で互いに重なるように、－１次光、０次光、＋１次光を形成する。この場合には、光学部材１０内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に並ぶことによって延在した屈折率分布領域２６を通過することによって、プローブ光Ｐｒ２が屈折率分布領域２６による屈折作用をより大きく受けて、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例１に係る生体成分測定装置１の光学部材１０の屈折率分布領域２６ａのプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図及び側面図である。この例では、ポンプ光照射部２０の光学素子２３は、第１の面１１上において、複数のビームとしての－１次光、０次光、＋１次光が前記予め決められた延在方向に並び、－１次光と０次光と＋１次光とが互いに重ならないように、－１次光、０次光、＋１次光を形成する。この場合には、光学部材１０内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に並ぶことによって延在した屈折率分布領域２６ａを通過することによって、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。

図５（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例２に係る生体成分測定装置１の光学部材１０の屈折率分布領域２６ｂのプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図及び側面図である。この例では、ポンプ光照射部２０の光学素子２３は、第１の面１１上において、複数のビームとしての－１次光、０次光、＋１次光が予め決められた延在方向である第１の方向（Ｘ）に並び、第１の方向（Ｘ）に長い楕円形をしている－１次光と０次光とが端部で互いに重なり、０次光と＋１次光とが端部で互いに重なるように、－１次光、０次光、＋１次光を形成する。この場合には、光学部材１０内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に並ぶことによって延在した屈折率分布領域２６ｂを通過することによって、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例３に係る生体成分測定装置１の光学部材１０の屈折率分布領域２６ｃのプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図及び側面図である。この例では、光学素子２３は、第１の面１１上において、複数のビームとしての－１次光、０次光、＋１次光が予め決められた延在方向である第１の方向（Ｘ）に並び、第１の方向（Ｘ）に長い楕円形をしており、－１次光と０次光と＋１次光とが端部で互いに重ならないように、－１次光、０次光、＋１次光を形成する。この場合には、光学部材１０内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に並ぶことによって延在した屈折率分布領域２６ｃを通過することによって、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。

図７（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１の変形例４に係る生体成分測定装置１の光学部材１０ａの屈折率分布領域２６のプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図及び側面図である。この例では、光学部材１０ａが直方体であり、入射面である第３の面１３ａと、出射面である第４の面１４ａとは、第１の面１１及び第２の面１２に対して垂直に形成されている。この例では、ポンプ光照射部２０の光学素子２３（例えば、回折格子又はホログラム素子など）は、第１の面１１上において、複数のビームとしての－１次光、０次光、＋１次光が予め決められた延在方向である第１の方向（Ｘ）に並び、－１次光と０次光とが端部で互いに重なり、０次光と＋１次光とが端部で互いに重なるように、－１次光、０次光、＋１次光を形成する。この場合には、光学部材１０ａ内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に並ぶことによって延在した屈折率分布領域２６を通過することによって、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。なお、光学部材１０ａに、図４（Ａ）及び（Ｂ）、図５（Ａ）及び（Ｂ）、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるプロファイルの屈折率分布領域２６ａ、２６ｂ、２６ｃのいずれかを形成することも可能である。

実施の形態１においては、－１次光の光量と＋１次光の光量との各々が０次光の光量より大きくなるように光学素子２３を構成することが望ましい。図３、図４、図５、図６の例のように、第１の面１１上の０次光近傍でプローブ光Ｐｒを全反射させる場合、プローブ光Ｐｒが光学部材１０内で第１の面１１に対して斜めに伝播しているため、－１次光と＋１次光が０次光からＸ軸方向に離れていくにつれてプローブ光Ｐｒと第１の面１１の距離は大きくなり、屈折率分布領域２６のうち－１次光と＋１次光で発生する屈折率分布領域でのプローブ光Ｐｒの屈折作用が弱くなる。－１光の光量と＋１次光の光量との各々が０次光の光量より大きくすることで、－１次光と＋１次光で発生する屈折率分布領域を拡大しプローブ光Ｐｒの屈折作用をより大きくすることができる。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る生体成分測定装置２の構成を示す概略図である。図９は、生体成分測定装置２の光学部材１０の屈折率分布領域２６ｄのプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図である。実施の形態２に係る生体成分測定装置２は、ポンプ光照射部２０ａの構成が、図１に示される実施の形態１の構成と異なる。ポンプ光照射部２０ａは、ポンプ光光源２１と、光学素子としてのシリンドリカルレンズ２４と、レンズ２５とを有している。この光学素子としては、複数のプリズムを組み合わせることによって構成された合成プリズムを用いることも可能である。

この場合には、光学部材１０内に入射したプローブ光Ｐｒが、第１の方向（Ｘ）に延在した屈折率分布領域２６ｄを通過することによって、プローブ光Ｐｒ１とＰｒ２との間のＺ軸方向の差Ｄを大きくすることができるので、生体成分の量の測定の精度を向上させることができる。

実施の形態２では、光学部品の配置尤度の拡大、光学調整の容易化が可能である。また、実施の形態２において、図７（Ａ）及び（Ｂ）の光学部材１０ａを用いることが可能である。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る生体成分測定装置の光学部材１０の屈折率分布領域２６ｅのプロファイルとプローブ光Ｐｒの光路を示す平面図である。実施の形態３に係る生体成分測定装置のポンプ光照射部の構成は、図１に示されるものと同様であるが、ポンプ光として分割された３つのビームである－１次光、０次光、＋１次光の配列方向が、第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）である点が、実施の形態１の装置と異なる。これ以外に関し、実施の形態３は、実施の形態１と同じである。

実施の形態３の場合には、プローブ光Ｐｒとポンプ光Ｐｕの配置尤度（第２の方向（Ｙ）の位置精度についての尤度）が拡大できることで、光学調整の容易化、生体成分の測定の精度維持が可能である。言い換えれば、組み立て誤差又は経年劣化などによって、プローブ光Ｐｒの経路がプローブ光Ｐｒ´にずれた場合であっても、光学部材１０を通過したプローブ光Ｐｒ１´、Ｐｒ２´を検出できるので、生体成分の測定の精度維持が可能である。

実施の形態４．
図１１は、実施の形態４に係る生体成分測定装置の光学部材１０の屈折率分布領域２６ｆのプロファイルとプローブ光の光路を示す平面図である。実施の形態４に係る生体成分測定装置のポンプ光照射部の構成は、図８に示されるものと同様であるが、ポンプ光として生成されたポンプ光の延在方向が第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）である点が、実施の形態２の装置と異なる。これ以外に関し、実施の形態４は、実施の形態２と同じである。

実施の形態４の場合には、プローブ光Ｐｒとポンプ光Ｐｕの配置尤度（第２の方向（Ｙ）の位置精度についての尤度）が拡大できることで、光学調整の容易化、生体成分の測定の精度維持が可能である。言い換えれば、組み立て誤差又は経年劣化などによって、プローブ光Ｐｒの経路がプローブ光Ｐｒ´にずれた場合であっても、光学部材１０を通過したプローブ光Ｐｒ１´、Ｐｒ２´を検出できるので、生体成分の測定の精度維持が可能である。

１、２ 生体成分測定装置、 １０、１０ａ 光学部材、 １１ 第１の面（接触面）、 １２ 第２の面、 １３ 第３の面（プローブ光入射面）、 １４ 第４の面（プローブ光出射面）、 ２０、２０ａ ポンプ光照射部、 ２１ ポンプ光光源、 ２２ レンズ、 ２３ ポンプ光成形素子（光学素子）、 ２４ シリンドリカルレンズ（光学素子）、 ２５ レンズ、 ２６、２６ａ～２６ｆ 屈折率分布領域、 ３０ プローブ光光源、 ４０ 光位置検出器、 ５０ データ処理部、 ９０ 生体部位、 Ｐｕ ポンプ光、 Ｐｒ プローブ光、 Ｐｒ１ プローブ光、 Ｐｒ２ プローブ光、 Ｐｒ´ プローブ光、 Ｐｒ１´ プローブ光、 Ｐｒ２´ プローブ光、 Ｘ 第１の方向、 Ｙ 第２の方向。

Claims (8)

1. 生体の生体部位に接触して前記生体の生体成分を測定する生体成分測定装置であって、
   部位第１の面を含み、温度分布に対応して屈折率分布が変化する光学部材と、
   前記第１の面に接触している前記生体部位を発熱させるためのポンプ光を照射するポンプ光照射部と、
   プローブ光を出射するプローブ光光源と、
   前記光学部材に入射し、前記第１の面の近傍領域を経由して伝播して、前記光学部材から出射した前記プローブ光の位置を検出する光位置検出器と、
   前記ポンプ光を照射していない第１の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第１の位置と前記ポンプ光を照射している第２の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第２の位置との差に基づいて前記生体部位における前記生体成分を計算するデータ処理部と、
   を有し、
   前記ポンプ光は、前記第１の面における前記ポンプ光の照射領域が前記光学部材内において前記プローブ光が伝播する光路を前記第１の面に投影して得られる第１の方向に延在するように成形されており、
   前記ポンプ光照射部は、ポンプ光光源と、前記ポンプ光光源から出射した光を成形して前記照射領域に照射される前記ポンプ光を生成する光学素子とを含み、
   前記光学素子は、前記ポンプ光光源から出射した前記光を複数のビームに分割することで、前記複数のビームからなる前記ポンプ光を生成し、
   前記複数のビームは、前記第１の方向に並ぶ－１次光、０次光、＋１次光を含み、
   前記光学部材内に入射する前記プローブ光は、前記第１の面上において、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光が前記第１の方向に並ぶことによって形成された屈折率分布領域を通過する
   ことを特徴とする生体成分測定装置。
2. 前記光学素子は、前記第１の面上において、前記－１次光と前記０次光とが端部で互いに重なり、前記０次光と前記＋１次光とが端部で互いに重なるように、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体成分測定装置。
3. 前記光学素子は、前記第１の面上において、前記－１次光と前記０次光と前記＋１次光とが互いに重ならないように、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体成分測定装置。
4. 前記光学素子は、前記－１次光の光量と前記＋１次光の光量との各々が前記０次光の光量より大きくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の生体成分測定装置。
5. 生体の生体部位に接触して前記生体の生体成分を測定する生体成分測定装置であって、
   部位第１の面を含み、温度分布に対応して屈折率分布が変化する光学部材と、
   前記第１の面に接触している前記生体部位を発熱させるためのポンプ光を照射するポンプ光照射部と、
   プローブ光を出射するプローブ光光源と、
   前記光学部材に入射し、前記第１の面の近傍領域を経由して伝播して、前記光学部材から出射した前記プローブ光の位置を検出する光位置検出器と、
   前記ポンプ光を照射していない第１の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第１の位置と前記ポンプ光を照射している第２の状態において前記光学部材から出射した前記プローブ光の前記位置である第２の位置との差に基づいて前記生体部位における前記生体成分を計算するデータ処理部と、
   を有し、
   前記ポンプ光は、前記第１の面における前記ポンプ光の照射領域が前記光学部材内において前記プローブ光が伝播する光路を前記第１の面に投影して得られる第１の方向、に直交する第２の方向に延在するように成形されており、
   前記ポンプ光照射部は、ポンプ光光源と、前記ポンプ光光源から出射した光を成形して前記照射領域に照射される前記ポンプ光を生成する光学素子とを含み、
   前記光学素子は、前記ポンプ光光源から出射した前記光を複数のビームに分割することで、前記複数のビームからなる前記ポンプ光を生成し、
   前記複数のビームは、前記第２の方向に並ぶ－１次光、０次光、＋１次光を含み、
   前記光学部材内に入射する前記プローブ光は、前記第１の面上において、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光が前記第２の方向に並ぶことによって形成された屈折率分布領域を通過する
   ことを特徴とする生体成分測定装置。
6. 前記光学素子は、前記第１の面上において、前記－１次光と前記０次光とが端部で互いに重なり、前記０次光と前記＋１次光とが端部で互いに重なるように、前記－１次光、前記０次光、前記＋１次光を形成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の生体成分測定装置。
7. 前記光学素子は、回折格子又はホログラム素子である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。
8. 前記光学素子は、合成プリズムである
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。

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