本發(fā)明涉及測量裝置、測量方法、程序和記錄媒介。

背景技術：

隨著近年來人們對健康的關注不斷提高，對于無需訪問醫(yī)療機構就能夠對關于個人身體狀況的信息進行簡單測量的需求也增長。具體地，對于能夠簡單測量個人體液(例如，血液)成分的濃度或個人脈搏狀態(tài)的需求增長。

為了滿足這樣的需求，例如，已經(jīng)提出了測量血液中葡萄糖濃度的各種測量裝置。葡萄糖濃度的測量方法的示例包括：利用例如光吸收或拉曼(Raman)光譜學等光學特性來測量頻譜分布或光強的方法；和利用活體組織的散射系數(shù)由于血液中葡萄糖濃度的變化而發(fā)生變化這樣的事實來測量光散射變化的方法。

例如，下面的專利文獻1提出這樣的技術：利用活體組織的散射系數(shù)由于血液中葡萄糖濃度的變化而發(fā)生變化這樣的事實，并且通過使近紅外光入射到活體組織且測量散射系數(shù)來估計血糖水平。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：JP 2006-122579A

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

然而，在前面專利文獻1披露的方法中，由于根據(jù)一個傳感器接收的直線光量的光強來測量葡萄糖濃度的變化，因而可能無法確定體內的光散射形式。

鑒于上述情況做出本發(fā)明，例如，期望提供能夠更加簡單地測量體內光散射形式的測量裝置、測量方法、程序和記錄媒介。

解決問題的技術方案

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測量裝置，其包括：光源，其被構造用來朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光；檢測單元，其被構造為以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器且通過所述多個傳感器來檢測從所述光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光；和分析單元，其被構造用來利用由所述檢測單元檢測的所述測量光的檢測結果來分析所述測量光在所述活體內的直線性以及距離所述光源的光學距離。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測量方法，其包括：朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光；通過以預定配置方式規(guī)則地布置的多個傳感器來檢測從光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光；且利用檢測到的所述測量光的檢測結果來分析在所述活體內所述測量光的直線性以及距離所述光源的光學距離。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種使能夠與測量模塊通信的計算機能夠實現(xiàn)分析功能的程序，所述測量模塊包括光源和檢測單元，所述光源朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光，所述檢測單元以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器且通過所述多個傳感器來檢測所述光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光，所述分析功能用于利用所述檢測單元檢測的所述測量光的檢測結果來分析在所述活體內所述測量光的直線性以及距離所述光源的光學距離。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種記錄有所述程序的記錄媒介。

根據(jù)本發(fā)明，朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光。通過以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器的檢測單元來檢測透過所述活體的所述測量光。利用檢測的所述測量光的檢測結果來分析在所述活體內所述測量光的直線性以及距離所述光源的光學距離。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)上述的本發(fā)明，能夠更加簡單地測量體內的光散射形式。

注意，上述的效果未必是限制性的，并且伴隨著或替代這些效果，可以表現(xiàn)出期望被引入在本說明書中的任何效果或從本說明書能夠預期的其它效果。

附圖說明

圖1是圖示了示例性人體皮膚結構模型的說明圖。

圖2是圖示了常規(guī)測量裝置的構造的說明圖。

圖3是用于說明擴展朗伯-比爾定律的說明圖。

圖4A是圖示了常規(guī)測量裝置的構造的說明圖。

圖4B是圖示了常規(guī)測量裝置的構造的說明圖。

圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的測量裝置的構造的框圖。

圖6是概要地圖示了包含于根據(jù)實施例的測量裝置中的測量單元的構造例的說明圖。

圖7是概要地圖示了包含于根據(jù)實施例的測量單元中的檢測單元的構造的說明圖。

圖8是概要地圖示了包含于根據(jù)實施例的測量單元中的檢測單元的功能的說明圖。

圖9是概要地圖示了包含于根據(jù)實施例的測量單元中的檢測單元的功能的說明圖。

圖10是概要地圖示了包含于根據(jù)實施例的測量裝置中的測量單元的另一個構造例的說明圖。

圖11是圖示了根據(jù)實施例的測量方法的流程示例的流程圖。

圖12是用于圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的測量裝置的硬件構造的框圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在本說明書以及附圖中，使用相同的附圖標記來表示具有基本相同功能和結構的元件，并且省略重復的說明。

將以下面的順序進行說明。

1.發(fā)明人進行的調查

1.1人體皮膚結構模型

1.2常規(guī)測量裝置的構造

2.第一實施例

2.1測量裝置

2.2測量方法

2.3測量裝置的硬件構造

(發(fā)明人進行的調查)

在說明根據(jù)本發(fā)明實施例的測量裝置和測量方法前，將首先參照圖1至圖4B來說明發(fā)明人進行的調查的內容和結果。圖1是圖示了示例性人體皮膚結構模型的說明圖。圖2是用于說明擴展朗伯-比爾定律的說明圖。圖3至圖4B是圖示了常規(guī)測量裝置的構造的說明圖。

<人體皮膚結構模型>

首先，將參照圖1來簡要說明通過對人體皮膚結構建模而獲得的皮膚結構模型。

如上所述，已經(jīng)開發(fā)出這樣的技術：使用非侵入式光學測量來測量人體中存在的例如葡萄糖、白蛋白、AGEs(晚期糖基化終末產(chǎn)物)、膽固醇和氧化/還原血紅蛋白等血液和體液成分。

如何對人體皮膚結構建模對于分析測量數(shù)據(jù)非常重要。示例性人體皮膚結構模型是圖1所示的3層模型。

圖1所示的3層模型將皮膚的角質層以及真皮層下方的皮下組織建模成表皮層、真皮層和皮下脂肪這三層。在3層模型中，盡管取決于個人，角質層從體表向內等于約0.01至0.02mm，表皮層從體表向內等于約0.04至0.15mm，真皮層從體表向內等于約1至4mm且皮下脂肪從體表向內等于約幾毫米至幾厘米。

在皮膚結構中，黑色素存在于表皮層中且毛細血管存在于真皮層中。例如氧化血紅蛋白和還原血紅蛋白等各種血液成分存在于毛細血管中，且脂肪細胞主要存在于皮下脂肪中。因此，將被考慮的皮膚結構模型對使用非侵入式光學測量來測量成分而言是重要的。

順便提及地，具有前述皮膚結構的人體是光散射體，且已知具有較短波長的光更容易被散射。例如，對于波長為633nm的光，人體皮膚的散射系數(shù)在表皮層和真皮層中是27mm^-1且在皮下脂肪中是12.6mm^-1。另一方面，考慮到圖1所示的皮膚結構模型，光主要在真皮層和皮下脂肪中被散射。光很少在表皮層中被散射。

<常規(guī)測量裝置的構造>

接著，將參照圖2至圖4B來簡要說明如下測量裝置的常規(guī)構造：所述測量裝置使用非侵入式光學測量來測量人體中存在的例如葡萄糖、白蛋白、晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)、膽固醇和氧化/還原血紅蛋白等血液和體液成分(體內成分)。

在常規(guī)測量裝置中，通過連接有測量探針的測量單元來測量生物信息。如圖2所示，測量探針被構造為包括光源和光電檢測器，并且測量被活體散射的光散射的時域變化。將測量探針測量的關于光散射的測量結果輸出到分析單元，并且根據(jù)獲得的測量結果來計算感興趣的體內成分的濃度等。

在測量裝置中，需要使用至少一種類型波長的光來作為朝著活體發(fā)出的光(測量光)。這里，作為測量光，通常使用具有屬于從紅光至近紅外光波段的波長的光，這是因為光容易達到活體的內部。

在測量裝置的測量探針中，如圖2所示，測量光從光源朝著活體皮膚表面發(fā)出以在活體內直線傳播、被反射或被散射，且因此從活體發(fā)出的出射光由光電檢測器檢測。這里，安裝有圖2所示的透過式測量裝置以使光源和光電檢測器彼此面對且在它們之間插入有一部分活體(例如，手指)。光電檢測器檢測在活體內直線傳播或被擴散的同時透過的出射光。此時，測量光被活體內的動脈、靜脈或其它體組織部分吸收并且作為出射光而被測量。

測量裝置利用擴展朗伯-比爾定律以將測量的實際數(shù)據(jù)與由于感興趣的體內成分(或氧化血紅蛋白或還原血紅蛋白)而造成的光吸收量關聯(lián)。常規(guī)測量裝置在活體或用于擴散光的物體(光散射體)方面考慮活體內的光傳播，且因此不能利用不考慮散射/擴散效果的常規(guī)朗伯-比爾定律。因此，常規(guī)測量裝置利用下面方程式11表示的擴展朗伯-比爾定律，從而分析產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)。下面將參照圖3來簡要說明擴展朗伯-比爾定律。

[數(shù)學式1]

其中，在上面的方程式11中，

λ：感興趣的光的波長，

A(λ)：波長λ的光吸收度，

I₀(λ)：入射到散射體的波長為λ的光的強度，

I(λ)：透過散射體的波長為λ的光的檢測強度，

G(λ)：由于波長為λ的光的散射而造成的衰減量，且

ε_i(λ)：物質i對于波長為λ的光的光吸收系數(shù)，其是該物質固有的值。

C_i：物質i的濃度，且

I_i：當波長為λ的光在物質i中傳播時的平均光學路徑長度。

將在這里假設：擴展朗伯-比爾定律應用于具有圖3所示的層結構的散射體。在下文中，將用于指定層的下標說明為i且將包含于層i中的物質的數(shù)字編號表示為下標j。能夠以下面的方程式12和方程式13來表達針對具有圖3所示的層結構的散射體的擴展朗伯-比爾定律。

[數(shù)學式2]

其中，在方程式12和方程式13中，

λ：感興趣的光的波長，

A(λ)：波長λ的光吸收度，

I₀(λ)：入射到散射體的波長為λ的光的強度，

I(λ)：透過散射體的波長為λ的光的檢測強度，

G(λ)：由于波長為λ的光的散射而造成的衰減量，

ε_i(λ)：在層i中波長為λ的光的光吸收系數(shù)，

C_i：包含于層i中的物質的濃度，

I_i：當波長為λ的光在層i中傳播時的平均光學路徑長度，

ε_ij(λ)：在包含于層i中的物質j中波長為λ的光的光吸收系數(shù)，且

C_ij：包含于層i中的物質j的濃度。

這里，能夠通過事先測量感興趣的體內成分的吸收頻譜或從公知的數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，來規(guī)定感興趣的體內成分的光吸收系數(shù)。因此，能夠通過數(shù)據(jù)的使用將感興趣的體內成分的光吸收系數(shù)作為已知量而使用。能夠通過使用測量裝置測量各波長的測量光的檢測強度并將測量的檢測強度與測量光進入活體前的強度進行比較，來計算方程式12最左邊的光吸收度。

對于脈搏血氧儀感興趣的血液中的血紅蛋白，光吸收度由于血紅蛋白與氧結合的存在而變化且光吸收度根據(jù)待被觀察的波長而不同。因此，以多個波長測量光吸收度從而獲得未與氧結合的還原血紅蛋白(Hb)與氧化血紅蛋白(HbO2)之間的比率。

包含于血液中的總血紅蛋白中的氧化血紅蛋白的比率被稱為血氧飽和度。動脈血氧飽和度SaO2特別有助于生物信息，且能夠以下面的方程式14來計算血氧飽和度SaO2。上述的SpO2是經(jīng)由皮膚測量的SaO2。

[數(shù)學式3]

在方程式14中，

SaO2：動脈血氧飽和度，

C_HbO2：氧化血紅蛋白的濃度，且

C_Hb：還原血紅蛋白的濃度。

如上所述，測量裝置中測量探針的光電檢測器檢測的出射光在測量光在體內反射/散射的進程中被體組織或血液成分的吸收。分析出射光的強度從而計算SpO2，但是SpO2是動脈血氧飽和度且因此需要從出射光中排除由于動脈血以外的任何其它要素而造成的光吸收影響。

造成入射光的光吸收的要素能夠被大致分成三類，例如動脈血、靜脈血和其它體組織。此時，出射光經(jīng)受如下面方程式15所示的光吸收。

[數(shù)學式4]

在方程式15中，

λ：波長，

ε：光吸收系數(shù)，

C：濃度，以及

d：光學路徑長度。

在方程式15中，最右邊的第一項表示由血液以外的成分造成的光吸收，最右邊的第二項表示由靜脈血造成的光吸收，最右邊的第三項表示由動脈血造成的光吸收且最右邊的第四項表示由活體內的擴散造成的光吸收。

常規(guī)測量裝置利用在三個要素之中僅在動脈中能夠觀察到脈動的事實，并且可以將動脈血的光吸收與其它要素分開。即，對方程式15求時域微分從而去除由于不具有脈動(或不具有時域變化)的靜脈和其它體組織而造成的光吸收影響。微分操作對應于信號處理中通過頻率濾波器來去除直流(DC)成分，并且是脈沖波形提取處理。

在方程式14中，用于計算SaO2的兩個未知數(shù)是還原血紅蛋白濃度(C_Hb)和氧化血紅蛋白濃度(C_HbO2)，且因此需要聯(lián)立獲得兩個測量結果以便獲得兩個未知數(shù)。因此，測量裝置使用至少兩個波長來進行測量。

下面將假設這樣的情況：其中，通過波長為λ1和λ2的這兩種類型入射光來進行測量，并且獲得出射光強度的時域變化ΔOD^λ1和ΔOD^λ2。在這種情況下，能夠以由方程式15得到的方程式16來表達通過兩個波長測量的出射光強度的時域變化。因此，如下面的方程式17，能夠通過使用血紅蛋白和氧化血紅蛋白的光吸收系數(shù)以及測量結果來計算未知的血紅蛋白濃度(C_Hb)和氧化血紅蛋白濃度(C_HbO2)。

[數(shù)學式5]

因此，當將方程式17代入方程式14時，獲得下面的方程式18。在下面的方程式18中，參數(shù)α、β和Φ與下面方程式19a至19c中的一樣。

[數(shù)學式6]

從方程式18的最右邊能夠清楚地看出：SaO2值是作為與參數(shù)Φ成比例的函數(shù)而被給出的。參數(shù)Φ是以波長λ1和波長λ2測量的脈沖波形的振幅的比，與方程式19c中的一樣。參數(shù)α和β能夠根據(jù)血紅蛋白的光吸收系數(shù)來理論計算出(如方程式19a和方程式19b所示)，但是在許多情況下，需要根據(jù)由在先實驗獲得的轉換表來校準。這是因為：通過這樣做，能夠校正朗伯-比爾定律成立條件與活體內實際條件之間的差異。

根據(jù)這樣的方法，測量裝置也能夠通過使用由兩種類型波長得到的測量結果來計算動脈血氧飽和度SpO2實現(xiàn)脈搏血氧儀的功能。

通過利用圖1所示的皮膚結構模型的各層(表皮層、真皮層和皮下脂肪)中的擴散系數(shù)不同這一事實或待被測量的體內成分等獨特地吸收特定波長的光(即，具有特定波長的吸收特性)這一事實，測量裝置能夠基于與用于測量的各類型的測量光相關的表明散射系數(shù)與感興趣的體內成分的成分量之間的相關性的信息(例如，校準曲線)來計算體內成分的成分量。

這里，在常規(guī)測量裝置中，如圖4A所示，直線光和散射光以一定的程度混合進從激光器或LED等光源發(fā)出的測量光。因為直線光和散射光被混合，所以直線光和散射光以混合狀態(tài)成像于光電檢測器。

散射光在活體內比直線光傳播得更遠。因此，當使用疊加有散射光影響的檢測結果時，散射光與直線光相比受到更多由于體內成分而造成的影響。因此，當使用這樣的檢測結果進行分析時，誤差疊加到檢測結果。

作為散射光影響的改善方法，如圖4B所示，存在這樣的方法：在光電檢測器的前級，使用例如光纖等方向性濾波器。當使用方向性濾波器時，活體內僅直線傳播的光(即，直線光)通過方向性濾波器并且成像于光電檢測器。然而，當使用方向性濾波器時，散射光的分離性變得更好。然而，因為僅光軸正下方的光能夠被檢測，所以敏感度(受光量)可能下降。當使用方向性濾波器時，受光量因人體或裝置的振動造成的光軸輕微偏斜而變化很大，且因此實用性很低。

因此，發(fā)明人已經(jīng)徹底研究了能夠容易測量體內光散射形式的測量裝置，且因此已經(jīng)完成下面將說明的根據(jù)本發(fā)明實施例的測量裝置。

(第一實施例)

以下，將參照圖5至圖9來詳細說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的測量裝置。圖5是圖示了根據(jù)本實施例的測量裝置的構造的框圖。圖6是概要地圖示了根據(jù)本實施例的包含于測量裝置中的測量單元的構造例的說明圖。圖7是概要地圖示了根據(jù)本實施例的包含于測量單元中的檢測單元的構造的說明圖。圖8和圖9是概要地圖示了根據(jù)本實施例的包含于測量單元中的檢測單元的功能的說明圖。

<測量裝置>

[測量裝置的總體構造]

首先，將參照圖5來詳細說明根據(jù)本實施例的測量裝置10的總體構造。

根據(jù)本實施例的測量裝置10是這樣的裝置：使用預定波長的光(測量光)來測量作為測量目標的活體B，并且根據(jù)獲得的測量結果來分析活體B內部的測量光的直線性以及距離光源的光學距離。根據(jù)獲得的測量結果，例如，測量裝置10計算葡萄糖、白蛋白、晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)、膽固醇、氧化/還原血紅蛋白和水等血液和體液成分(體內成分)的成分量。

如圖5所示，測量裝置10主要包括測量單元101(用于測量活體B)、控制單元103、分析單元105和存儲單元107。

[測量單元101]

首先，將參照圖6至圖9來具體說明根據(jù)本實施例的測量單元101的構造。根據(jù)本實施例的測量單元101是如圖6所示的由光源111和檢測單元113構成的。

○光源

光源111用來分析活體內的測量光的直線性以及距離光源的光學距離并測量活體內的體內成分，并且朝著活體B發(fā)出屬于預定波段的測量光。光源111布置于預定框架(未圖示)內以使測量光的發(fā)光面面對活體B。光源111發(fā)出具有適于使用根據(jù)本實施例的測量裝置10來測量感興趣的體內成分的波長的光，并且能夠發(fā)出一種類型的光或多種類型的光。

光源111發(fā)出的測量光的波長能夠選自屬于從可見光波段到近紅外波段中的波長，并且能夠根據(jù)感興趣的體內成分來適當設置。例如，當光源111發(fā)出波長為940nm或950nm的光時，可以獲得關于皮下組織中的脂肪的信息。當光源111發(fā)出波長為568nm、580nm、660nm或890nm的光時，可以獲得關于黑色素或諸如氧化血紅蛋白和還原血紅蛋白等血液成分的信息。當光源111發(fā)出波長為1400nm至2200nm的光時，可以獲得關于葡萄糖的信息。例如，光源111可以以分時方式(time-division manner)發(fā)出多個波長的光，或者也可以同時發(fā)出多個波長的光且然后在下面將說明的檢測單元113中通過適當?shù)夭贾镁哂胁ǘ蜗拗频墓鈱W濾波器來分離。

上述的各種波長僅是示例性的，且根據(jù)本實施例的測量裝置10中的光源111發(fā)出的光不限于上面的示例。

光源111例如可以使用發(fā)光二極管(LED)或小型激光器等，且一個或多個這樣的發(fā)光裝置被設置用于光源111。

光源111在測量光的發(fā)光時間和待被發(fā)出的測量光強度等方面受到后述的控制單元103的控制。

布置有光源111的框架的形狀不受特別限制。

○檢測單元

根據(jù)本實施例的測量裝置10中設置的檢測單元113具有以預定布置方式規(guī)則地布置其中的多個傳感器，并且目的在于使用傳感器來檢測光源111發(fā)出的且通過活體B的測量光。換言之，根據(jù)本實施例的檢測單元113由所謂的多抽頭傳感器(multi-tap sensor)構成。圖7將利用微透鏡陣列(MLA)的傳感器圖示為示例性檢測單元113。

如圖7所示，根據(jù)本實施例的測量裝置10中包括的檢測單元113例如主要包括第一遮光體121、微透鏡陣列123、第二遮光體127、孔徑(光圈)129和傳感器131。在檢測單元113中，具有從光源111出射的測量光所屬波段的光能夠透過的透明基板可以設置在第一遮光體121的前級。通過設置透明基板，可以保護檢測單元113免于活體B的一部分的影響。該組件由預定框架F一體化地保持。

第一遮光體121起到對通過活體B的測量光的方向性進行控制的方向性控制板的作用，并且設置在后述的微透鏡陣列123中的相互毗鄰的微透鏡125之間的邊界處。第一遮光體121被設置為使得入射進各微透鏡125的測量光的方向性能夠被控制，這使更加精確的測量成為可能。通過第一遮光體121的測量光被引導至微透鏡陣列123。

微透鏡陣列123由如圖7的上部所示的作為受光透鏡的多個微透鏡125構成，并且各微透鏡125以網(wǎng)格形狀在x方向上和在y方向上布置在預定基板上。各微透鏡125將入射進微透鏡125的測量光引導至后述的傳感器131。微透鏡陣列123具有較小像場曲率(curvature of field)且在深度方向上沒有畸變。這樣的微透鏡陣列123因此用來獲取有利的測量數(shù)據(jù)。即使活體B存在于特寫距離內，根據(jù)本實施例的測量裝置10也將構成微透鏡陣列123的各微透鏡125的景深設置為覆蓋感興趣的皮膚結構(例如，聚焦至以從體表起的幾毫米至幾十毫米的深度)。

根據(jù)本實施例的微透鏡陣列123中布置的微透鏡125的數(shù)量不限于圖7的上部所示的示例。根據(jù)本實施例的微透鏡陣列123中布置的微透鏡125的數(shù)量能夠根據(jù)待被拍攝活體的尺寸或傳感器131的尺寸來自由設置。

入射進微透鏡陣列123的測量光被聚焦進微透鏡125中以成像于后述的傳感器131。

這里，在位于微透鏡陣列123的傳感器131側的表面，在相互毗鄰的微透鏡125之間的邊界處設置有第二遮光體127和孔徑(光圈)129。第二遮光體127和孔徑129能夠使通過微透鏡陣列123的測量光的方向性受到控制，并且能夠使入射進各微透鏡125的光與入射進相鄰微透鏡125的光分離。因此，根據(jù)本實施例的測量裝置10能夠選擇被聚焦進傳感器131的測量光。

根據(jù)本實施例的測量裝置10設置有如上所述的各種遮光體或孔徑以使入射進各微透鏡125的光的入射角受到限制，從而防止體散射造成的微透鏡125之間的串擾。微透鏡125之間的串擾得到防止從而從與設置于微透鏡陣列123中的各微透鏡125之中的一些微透鏡125相對應的傳感器像素中獲取信號(或與測量區(qū)域中的局部位置相對應的信號)，從而提高下述傳感器131測量的數(shù)據(jù)的時域分辨率和空域分辨率。

傳感器131檢測圖7的上部所示的xy平面中各位置的測量光強度。傳感器131將光電檢測器(PD)等接收的測量光的強度轉換成待被輸出至后述分析單元105的電信號。傳感器131可以使用2D面積傳感器，例如光電二極管、CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器、CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器、利用有機EL作為受光器件的傳感器或TFT(薄膜晶體管)圖像傳感器。

一個或多個像素布置在一個微透鏡125下方，當多個像素設置為對應于一個微透鏡125時，控制單元103或后述的軟件進行控制以使不存在由微透鏡125與被攝體之間的距離造成的無效像素。

傳感器131在掃描時序等方面受到后述的控制單元103的控制，并且例如能夠將圖7的上部中的任何位置的檢測強度輸出到分析單元105。

上面已經(jīng)參照圖7詳細說明了根據(jù)本實施例的測量單元101的構造。

當在存在外部光的地方以上述的測量單元101進行測量操作時，存在外部光疊加在檢測結果的影響的可能性。因此，使用在以光強增強的脈沖形式驅動從光源111發(fā)出的測量光且測量光與光源111的驅動脈沖同步時的傳感器131的檢測結果，能夠獲得與作為連續(xù)光的外部光相比更高的增益。

通過針對傳感器131各個像素或所有像素使光學濾波器布置有不同的波段限制，例如，也能夠選擇例如660nm、800nm、890nm或940nm等單一波長的檢測結果。

通過以脈沖形式驅動光源111，能夠認為在發(fā)光時間以外的時期內檢測到的光已經(jīng)受到外部光影響。因此，通過感測在發(fā)光時間以外的時期內檢測到的光，下面將要說明的分析單元105能夠進行如下判定：當檢測到相當大的外部光影響時測量結果是無效的。

此外，當測量操作期間活體正在運動時，影響被施加于血流且存在影響疊加于測量值上的可能性。因此，通過檢測諸如660nm或890nm等(在此處血液中的血紅蛋白的吸收高)的輸出值變?yōu)檫h大于脈沖波的振幅的情況，稍后將要說明的分析單元105能夠判定測量已經(jīng)失敗。

○將由測量單元測量的數(shù)據(jù)

下面將參照圖8和圖9來詳細說明將由根據(jù)本實施例的測量單元101測量的數(shù)據(jù)(測量數(shù)據(jù))。

因為人體是良好地散射光的媒介，所以光源111發(fā)出的且入射到活體B的測量光在活體B內直線傳播或被擴散的同時行進，且因此由安裝在某位置的檢測單元檢測。

此時，更加遠離光源111的檢測單元能夠檢測在深處被散射且返回到體表的測量光。測量光的特定波長的能量由于光學路徑上存在的各種體內成分而被吸收，并且測量光的強度根據(jù)光行進距離(光學距離)的長度而衰減。

在根據(jù)本實施例的測量裝置10中，基于這樣的光特性，使用位于圖7所示的不同x坐標處的傳感器的輸出(測量數(shù)據(jù))，能夠對各傳感器位置處的光散射和衰減特性進行建模。

如圖8和圖9所示，在由微透鏡125接收的光被孔徑129等選擇性地聚集的位置方面，根據(jù)本實施例的檢測單元113將由檢測單元113檢測的測量光分離成直線光和散射光。即，檢測單元113根據(jù)檢測到的測量光的強度和成像于多個傳感器的測量光的分布程度來分析測量光的散射的影響，并且將檢測單元113檢測的測量光分離成直線光和散射光。

具體地，如圖8所示，檢測單元113設置傳感器131的與來自光源111的直線光的成像位置相對應的區(qū)域(直線光接收區(qū)域)，并且如圖9所示，設置傳感器131的作為直線光接收區(qū)域補集且與活體內被散射的散射光的成像位置相對應的區(qū)域(散射光接收區(qū)域)。此外，根據(jù)光在包含于傳感器131內的像素中的成像位置，檢測單元113將直線光接收區(qū)域內檢測的光成分分類為直線光成分且將散射光接收區(qū)域內檢測的光成分分類為散射光成分。

通過采用檢測單元113利用上述微透鏡陣列123的分離方法，即使對于不位于從光源111垂直的位置的像素，也能夠有選擇地接收直線光。因此，能夠兼顧檢測敏感度和直線光的選擇性。

通過在根據(jù)本實施例的測量裝置10中采用上述的分離成直線光和散射光的方法，能夠根據(jù)直線光成像的像素和直線光接收區(qū)域來分析距離光源111的光學距離。

這里，直線光接收區(qū)域的位置、形狀和尺寸不限于圖8所示的情況。可以通過預先驗證來適當?shù)卦O置直線光接收區(qū)域和的形狀和尺寸以及直線光接收區(qū)域的位置。

通過為直線光接收區(qū)域的尺寸提供一定程度的允許誤差范圍，即使當由于振動等而發(fā)生光軸偏斜時，也能夠實現(xiàn)比在圖4B所示的測量裝置中的測量更加可靠的測量。

通過將現(xiàn)有技術的利用偏振的分離方法與上述的分離成直線光和散射光的分離方法進行組合，可以實現(xiàn)具有更好分離特性的測量。

[控制單元103]

返回到圖5，將說明根據(jù)本實施例的測量裝置10中設置的控制單元103。

控制單元103例如由CPU(中央處理單元)、ROM(只讀存儲器)或RAM(隨機存取存儲器)等來實現(xiàn)?？刂茊卧?03進行控制以驅動測量單元101中設置的光源111和傳感器131等，從而監(jiān)管測量單元101中對活體B的全部測量處理。更加具體地，控制單元103基于預定的同步信號等控制諸如傳感器131的掃描時序或傳感器131的選擇等傳感器的驅動以獲取信息。此外，控制單元103對光源111的關于測量光的發(fā)光時間或強度的驅動進行控制。

當控制單元103進行上述的驅動控制時，測量單元101的光源111能夠在適當?shù)臅r間發(fā)出預定波長的測量光，且下面將要說明的分析單元105能夠獲取傳感器131的任何位置處的測量數(shù)據(jù)。

測量單元101(其驅動受到控制單元103的控制)測量的測量數(shù)據(jù)被輸出到下面將要說明的分析單元105，測量數(shù)據(jù)在分析單元中被分析。

這里，當控制測量單元101時，控制單元103能夠參照后述的存儲單元107中記錄的各種程序、參數(shù)和數(shù)據(jù)庫等。

[分析單元105]

根據(jù)本實施例的測量裝置10中包括的分析單元105例如由CPU、ROM和RAM等來實現(xiàn)。分析單元105使用測量單元101檢測的測量光的檢測結果來分析活體內的測量光的直線性以及距離光源的光學距離。

更加具體地，如圖8和圖9所示，當分析單元105使用直線光接收區(qū)域內檢測的光或散射光接收區(qū)域內檢測的光的檢測結果時，可以獲得關于活體內的測量光的直線性的信息。分析單元105根據(jù)直線光被成像的像素的直線光接收區(qū)域來分析距離光源111的光學距離。

分析單元105能夠通過將入射到活體B的光的強度與由前述方法分離的直線光的強度進行比較來計算活體B內的散射量，并且能夠由光學路徑長度的長度來計算散射系數(shù)。分析單元105具有表明各體內成分的成分量(成分濃度)相對于散射系數(shù)的相關性的信息(例如，校準曲線)，且因此能夠基于表明相關性的信息由計算出的散射系數(shù)計算出體內成分的成分量。

這里，如圖7所示，根據(jù)本實施例的檢測單元113是所謂的多抽頭傳感器，其中以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器。一個像素或多個像素對應于一個微透鏡。因為微透鏡中的圖像是垂直和水平顛倒的，所以分析單元105通過進行反轉處理且隨后進行關于檢測單元113輸出的光強度的二維圖(換言之，關于檢測光的強度的圖像)組合，能夠獲得位置關系得到校正并且表明連續(xù)光量變化的二維圖。

當多個像素對應于一個微透鏡時，分析單元105能夠通過組合與一個微透鏡相對應的多個像素的數(shù)據(jù)來提高數(shù)據(jù)精度。分析單元105可以進行這樣的處理：僅獲取微透鏡單位的代表值，并且使用曲線近似來補充各微透鏡的值。

分析單元105還能夠事先通過微透鏡來獲取亮度的衰減曲線且使用衰減曲線來校正微透鏡的亮度梯度。

當使用圖7所示的檢測單元113時，根據(jù)獲取信息處所處的皮下深度，在各微透鏡的傳感器表面上，形成圖像的尺寸發(fā)生變化。因此，例如，當期望在真皮層內測量體液成分時，分析單元105能夠通過決定和重新組合圖像的切割范圍來獲得感興趣部位的連續(xù)圖像，以使獲取與距體表起約1mm深度的位置有關的信息的圖像能夠是連續(xù)的。

這里，根據(jù)從圖7所示的各x坐標位置處的傳感器中獲取的實際測量數(shù)據(jù)，通過例如針對各波長使用前述的擴展朗伯-比爾定律進行多變量分析處理，根據(jù)本實施例的分析單元105能夠對各傳感器位置處的皮膚結構進行建模。通過繪制各傳感器位置處的體內成分的光吸收度，分析單元105還能夠獲得光強的衰減曲線。衰減曲線能夠針對測量光的各波長而產(chǎn)生，且特征波長被選擇作為測量光的由感興趣的體內成分吸收的波長。因此，關于具有某波長的光的衰減曲線是表明被某體內成分吸收的吸收度的衰減曲線。

例如，通過使用波長為660nm的光和波長為890nm的光這兩種類型的光作為測量光以分時的方式朝著活體B發(fā)光并且通過例如以分時的方式檢測光的強度，分析單元105能夠計算活體中包含的黑色素的量。分析單元105能夠通過產(chǎn)生兩個波長的衰減曲線來估算波長為660nm的光中由黑色素造成的光衰減或者估算波長為890nm的光中由黑色素造成的光衰減。通過使用波長為660nm的光作為測量光，也可以計算真皮層的厚度。此外，通過使用波長為940nm的光作為測量光，可以獲得關于脂肪的衰減曲線。分析單元105也能夠使用該衰減曲線來計算脂肪層的厚度。

根據(jù)與前述脈搏血氧儀相同的原理，通過將動脈血中的體內成分的影響與靜脈血中的體內成分的影響分離，分析單元105能夠分離動脈血中的成分的時域變化。因此，可以更加精確地分析時域變化小的成分。

分析單元105能夠使用以此方式計算的成分量或以此方式產(chǎn)生的衰減曲線來校正各波長的光的檢測強度。通過使用成分量或衰減曲線來校正光的檢測強度，可以對體內成分的光吸收影響進行補償。

例如，整個傳感器131接收的光透過動脈血、靜脈血和皮下組織。分析單元105能夠通過以像素為單位處理與前述脈搏血氧儀功能相同的計算來分離或去除動脈分量。

當被測部位存在靜脈或動脈時，血液中的光學性質相當不同且分析結果中發(fā)生誤差的可能性高。因此，期望進行奇異點的去除。因此，根據(jù)本實施例的分析單元105能夠通過使用能夠由圖7所示的多抽頭傳感器獲得的整個圖像來進行處理。即，在存在這樣的血管的部分中，認為測量結果在傳感器之間不連續(xù)地輸送。因此，在這樣的測量數(shù)據(jù)的不連續(xù)性方面，分析單元105能夠將前述的部分檢測為奇異點從而校正或刪除這部分。同樣，分析單元105也能夠校正或刪除例如表面的體毛、胎記或痣等奇異點。

分析單元105能夠使用由660nm和890nm這兩個波長的估計圖像依據(jù)靜脈或動脈中氧量的增加來估計存在靜脈或動脈的部位，并且能夠通過動態(tài)圖像處理指定由于脈動而造成的時域變化大的部位來估計靜脈和動脈所處的位置。

此外，分析單元105也能夠通過僅提取靜脈或動脈的成分來估計各部位的散射系數(shù)。

上面已經(jīng)詳細說明了根據(jù)本實施例的分析單元105。

[存儲單元107]

返回到圖5，將說明根據(jù)本實施例的測量裝置10中設置的存儲單元107。

存儲單元107由根據(jù)本實施例的測量裝置10中設置的RAM或存儲裝置等來實現(xiàn)。存儲單元107的內部存儲與分析單元105中的分析處理所用的光吸收頻譜或光散射頻譜有關的數(shù)據(jù)和各種數(shù)據(jù)庫的查找表等。存儲單元107的內部可以存儲根據(jù)本實施例的測量單元101測量的測量數(shù)據(jù)和根據(jù)本實施例的控制單元103或分析單元105進行處理所用的各種程序或參數(shù)或數(shù)據(jù)項等。除了上述的數(shù)據(jù)以外，需要時，存儲單元107也能夠存儲需要被存儲用于測量裝置10任何處理的各種參數(shù)和處理進程等。例如測量單元101、控制單元103或分析單元105等各處理單元能夠自由訪問存儲單元107且能夠將數(shù)據(jù)寫入存儲單元107或從存儲單元107讀取數(shù)據(jù)。

上面已經(jīng)參照圖5至圖9詳細說明了根據(jù)本實施例的測量裝置10的構造。

根據(jù)上述實施例的測量裝置10能夠精確地估計導致光學模型(皮膚結構模型)變化的體內成分。

根據(jù)本實施例的控制單元103和分析單元105可以是根據(jù)本實施例的測量裝置10的一部分，或可以由連接至測量裝置10的計算機等外部設備來實現(xiàn)。測量單元101產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)存儲于可移除存儲媒介中且存儲媒介從測量裝置10移除以連接至具有分析單元105的其它裝置，且因此可以分析測量數(shù)據(jù)。

至此，已經(jīng)示出了根據(jù)本實施例的測量裝置10的功能的示例。測量單元101以外的上述各結構元件可以使用通用材料或通用電路來構成，或可以由各結構元件的功能專用的硬件來構成。此外，CPU等可以進行各結構元件的所有功能。因此，能夠根據(jù)實施本實施例時的技術水平視情況改變將要使用的構造。

實現(xiàn)根據(jù)上述實施例的控制單元和分析單元的功能的計算機程序或控制根據(jù)上述實施例的控制單元和分析單元的計算機程序能夠產(chǎn)生和安裝在個人計算機等上。也能夠設置存儲有這樣的計算機程序且能夠由計算機讀取的記錄媒介。記錄媒介例如是磁盤、光盤、磁光盤或閃速存儲器等。此外，計算機程序可以不是使用記錄媒介而是例如經(jīng)由網(wǎng)絡被分發(fā)。

[測量單元101的變型例]

接著，將參照圖10來簡要說明根據(jù)本實施例的測量單元101的變型例。圖10是概要地圖示了根據(jù)本實施例的包含于測量裝置10中的測量單元101的另一個構造例的說明圖。

存在這樣的圖像傳感器：其中，偏振器的方向以像素為單位或以線為單位等正交(或具有給定角度的差)。在圖像傳感器中，例如，如圖10所示，用于選擇偏振方向的像素濾波器被設置為傳感器像素前級的偏振器。因此，通過使用像素偏振圖像傳感器，能夠在傳感器這一側實現(xiàn)與現(xiàn)有技術的液晶進行的相位調制相同的有益效果。

在本方案的情況下，如圖10所示，僅通過將固定偏振器布置在光源這一側就能夠分離直線光和散射光。

通過將像素偏振圖像傳感器與圖7所示的多抽頭傳感器進行組合，能夠既使用像素位置又使用偏振光來獲得分離度更高的直線光與散射光之間的比率。即，當不存在活體時，僅在相同方向的像素中接收且在正交像素中不接收通過偏振器的偏振光。然而，當存在活體時，光在活體內良好地被散射。因此，直線光與散射光之間的比率根據(jù)散射系數(shù)的變化而變化。具體地，當體內的散射系數(shù)較小時，透過像素的受光量增加且非透過像素的受光量減少。因此，使用這樣的信息，能夠高精度地計算直線光與散射光之間的比率。

作為使像素具有偏光性的技術，例如，存在自克隆光子晶體(self-cloning photonic crystal)。

上面已經(jīng)參照圖10簡要說明了根據(jù)本實施例的測量單元101的變型例。

<測量方法>

接著，將參照圖11來簡要說明根據(jù)本實施例的測量裝置10進行的測量方法的流程。圖11是圖示了根據(jù)本實施例的測量方法的流程示例的流程圖。

在根據(jù)本實施例的測量方法中，首先在控制單元103的控制下從測量單元101的光源111朝著活體的至少一部分發(fā)出具有預定波長的測量光(步驟S101)。其后，測量單元101的檢測單元113檢測活體內直線透過或被擴散時透過的透過光(步驟S103)。檢測單元113的檢測結果輸出到分析單元105。

分析單元105根據(jù)上面參照圖8和圖9所述的方法將檢測到的透過光分成直線光和散射光(步驟S105)。其后，分析單元105使用被劃分的直線光和散射光來進行前述的各種分析處理(步驟S107)。

因此，在根據(jù)本實施例的測量方法中，能夠獲得關于活體內存在的體內成分的成分量的各種信息以及關于活體內的測量光的直線性的信息和關于距離光源的光學距離的信息。

上面已經(jīng)參照圖11簡要說明了根據(jù)本實施例的測量方法的流程示例。

<硬件構造>

接著，將參照圖12來詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例的測量裝置10的硬件構造。圖12是用于圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的測量裝置10的硬件構造的框圖。

測量裝置10主要包括CPU 901、ROM 903和RAM 905。此外，測量裝置10還包括主機總線907、橋接器909、外部總線911、接口913、傳感器914、輸入裝置915、輸出裝置917、存儲裝置919、驅動器921、連接端口923和通信裝置925。

CPU 901用作算法處理裝置和控制裝置，并且根據(jù)ROM 903、RAM905、存儲裝置919或可移除記錄媒介927中記錄的各種程序來控制測量裝置10的總體操作或一部分操作。ROM 903存儲CPU 901使用的程序和操作參數(shù)等。RAM 905主要存儲CPU 901使用的程序以及程序執(zhí)行期間視情況而變化的參數(shù)等。這些經(jīng)由由例如CPU總線等內部總線構成的主機總線907彼此連接。

主機總線907經(jīng)由橋接器909連接至例如PCI(外圍部件互連/接口)總線等外部總線911。

傳感器914是對用戶獨有的生物信息或為了獲取這樣的生物信息所用的各種類型信息進行檢測的檢測工具。傳感器914例如包括CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)等各種成像器件。此外，傳感器914還可以具有光學系統(tǒng)(例如用來對活體的部位進行成像的透鏡等)或光源等。傳感器914還可以是用于獲取聲音等的麥克風等。注意，除了上述的以外，傳感器914還可以包括例如溫度計、照度計、濕度計、速度計和加速計等各種測量儀器。

輸入裝置915是用戶進行操作的操作工具，例如鼠標、鍵盤、觸控面板、按鈕、開關和控制桿。此外，輸入裝置915可以是使用例如紅外光或其它無線電波的遠程控制工具(所謂的遠程控制)，或可以是符合測量裝置10的操作的諸如移動電話或PDA等外部連接設備929。此外，輸入裝置915基于例如用戶使用上述操作工具輸入的信息來產(chǎn)生輸入信號，并且由用于將輸入信號輸出到CPU 901的輸入控制電路構成。測量裝置10的用戶通過操作輸入裝置915能夠將各種數(shù)據(jù)輸入到測量裝置10且能夠指示測量裝置10進行處理。

輸出裝置917由能夠將獲取的信息在視覺上或在聽覺上通知用戶的裝置構成。這樣的裝置的示例包括顯示裝置(例如CRT顯示裝置、液晶顯示裝置、等離子體顯示裝置、EL顯示裝置和燈等)、音頻輸出裝置(例如揚聲器和耳機等)、打印機、移動電話和傳真機等。例如，輸出裝置917輸出通過測量裝置10進行的各種處理而獲得的結果。更加具體地，顯示裝置以文本或圖像的形式顯示通過測量裝置10進行各種處理而獲得的結果。另一方面，音頻輸出裝置將諸如再生的音頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)等音頻信號轉換成模擬信號，并且輸出模擬信號。

存儲裝置919是被構造為測量裝置10的存儲單元的示例的用于存儲數(shù)據(jù)的裝置，并且用來存儲數(shù)據(jù)。存儲裝置919例如由諸如HDD(硬盤驅動器)的磁存儲裝置、半導體存儲裝置、光學存儲裝置或磁光存儲裝置構成。存儲裝置919存儲各種數(shù)據(jù)、待由CPU 901執(zhí)行的程序和從外部獲得的各種數(shù)據(jù)。

驅動器921是用于記錄媒介的讀取器/寫入器，并且嵌入測量裝置10中或外部附接至測量裝置10。驅動器921讀取記錄在附接的例如磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器等可移除記錄媒介927中的信息，并且將讀取的信息輸出到RAM 905。此外，驅動器921能夠寫入附接的例如磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器等可移除記錄媒介927?？梢瞥涗浢浇?27例如是DVD媒介、HD-DVD媒介或藍光(Blu-ray)媒介?？梢瞥涗浢浇?27可以是緊湊型閃存(CF；注冊商標)、閃存或SD存儲卡(安全數(shù)字存儲卡)等?？商娲?，可移除記錄媒介927例如可以是配備有非接觸式IC芯片的IC卡(集成電路卡)或電子器件。

連接端口923是用于使各裝置能夠與測量裝置10直接連接的端口。連接端口923的示例包括USB(通用串行總線)端口、IEEE1394端口和SCSI(小型計算機系統(tǒng)接口)端口等。連接端口 923的其它示例包括RS-232C端口、光學音頻端子和HDMI(高分辨率多媒體接口)端口等。通過與該連接端口923連接的外部連接設備929，測量裝置10直接獲得來自外部連接設備929的各種數(shù)據(jù)且將各種數(shù)據(jù)提供給外部連接設備929。

通信裝置925是由例如用于與通信網(wǎng)絡931連接的通信裝置構成的通信接口。通信裝置925例如是有線或無線LAN(局域網(wǎng))、藍牙(Bluetooth；注冊商標)或WUSB(無線USB)用通信卡等?？商娲兀ㄐ叛b置925可以是光通信用路由器、ADSL(非對稱數(shù)字用戶線)用路由器或各種通信用調制解調器等。例如，該通信裝置925能夠根據(jù)例如因特網(wǎng)TCP/IP等預定協(xié)議和根據(jù)其它通信裝置來傳送和接收信號等。與通信裝置925連接的通信網(wǎng)絡931由經(jīng)由有線或無線方式連接的網(wǎng)絡等構成，并且例如可以是因特網(wǎng)、家庭LAN、紅外通信、無線電波通信或衛(wèi)星通信等。

至此，已經(jīng)示出了能夠實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的測量裝置10的功能的硬件構造示例。上述各結構元件可以使用通用材料來構成，或可以由各結構元件的功能專用的硬件來構成。因此，能夠根據(jù)實施本實施例時的技術水平視情況改變將要使用的硬件構造。

上面已經(jīng)參照附圖說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而本發(fā)明不限于上面的示例。本領域技術人員可以在隨附權利要求的范圍內想到各種變更例和變型例，并且應理解，它們當然將屬于本發(fā)明的技術范圍。

此外，本說明書所述的效果僅是圖示性和說明性的，不是限制性的。換言之，伴隨或替代基于本說明書的效果，根據(jù)本發(fā)明的技術能夠表現(xiàn)出對本領域技術人員而言顯然的其它效果。

此外，也可以如下地構造本技術。

(1)一種測量裝置，其包括：

光源，所述光源被構造用來朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光；

檢測單元，所述檢查單元被構造為以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器且通過所述多個傳感器來檢測從所述光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光；和

分析單元，所述分析單元被構造用來利用由所述檢測單元檢測的所述測量光的檢測結果來分析所述測量光在所述活體內的直線性以及距離所述光源的光學距離。

(2)

根據(jù)(1)所述的測量裝置，

其中，在所述檢測單元中，由使用微透鏡陣列的傳感器檢測透過所述活體的所述測量光，在所述微透鏡陣列中以網(wǎng)格形狀規(guī)則地布置有多個透鏡。

(3)

根據(jù)(1)或(2)所述的測量裝置，

其中，根據(jù)所述檢測單元中的所述多個傳感器的分布密度來控制所述測量光的檢測精度，且

所述分析單元根據(jù)檢測到的所述測量光的強度和在所述多個傳感器中被成像的所述測量光的分布程度來分析由所述活體內包含的體內成分造成的所述測量光的散射的影響。

(4)

根據(jù)(1)至(3)中任一項所述的測量裝置，

其中，所述分析單元將檢測到的所述測量光分成在所述活體內直線傳播的直線光以及在被散射的同時透過所述活體的散射光，并且基于與所述直線光對應的檢測結果來計算對應于所述體內成分的散射系數(shù)。

(5)

根據(jù)(4)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元根據(jù)所述多個傳感器中的所述測量光的各成像位置將所述多個傳感器中的所述測量光分成所述所述直線光和所述散射光。

(6)

根據(jù)(4)所述的測量裝置，

其中，在所述測量光入射到所述活體前，將所述測量光的偏振方向控制為預定方向，

偏振選擇濾波器設置在所述檢測單元中的所述多個傳感器的前級，所述偏振選擇濾波器將互相正交的兩個偏振方向中的一者選擇為在所述多個傳感器的各者中被成像的所述測量光的偏振方向，且

所述分析單元根據(jù)在與所述偏振選擇濾波器對應的所述傳感器中是否檢測到所述測量光，將所述測量光分成所述直線光和所述散射光。

(7)

根據(jù)(4)至(6)中任一項所述的測量裝置，

其中，所述分析單元基于計算出的散射系數(shù)來計算所述體內成分的成分量。

(8)

根據(jù)(3)至(7)中任一項所述的測量裝置，

其中，根據(jù)感興趣的所述體內成分來控制從所述光源出射的所述測量光的波長。

(9)

根據(jù)(3)至(8)中任一項所述的測量裝置，

其中，所述分析單元進行如下的分析處理：所述分析處理把與所述活體的導致所述體內成分的分析結果的誤差的部位相對應的檢測結果排除。

(10)

根據(jù)(3)至(9)中任一項所述的測量裝置，

其中，所述體內成分是黑色素、血液成分和水中的至少一者。

(11)

一種測量方法，其包括：

朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光；

通過以預定配置方式規(guī)則地布置的多個傳感器檢測從光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光；且

利用檢測到的所述測量光的檢測結果來分析在所述活體內所述測量光的直線性以及距離所述光源的光學距離。

(12)

一種使能夠與測量模塊通信的計算機能夠實現(xiàn)下述分析功能的程序，所述測量模塊包括光源和檢測單元，所述光源朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光，所述檢測單元以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器且通過所述多個傳感器來檢測從所述光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光，所述分析功能用于：

利用由所述檢測單元檢測的所述測量光的檢測結果來分析所述活體內的所述測量光的直線性以及距離所述光源的光學距離。

(13)

一種記錄有程序的記錄媒介，所述程序使能夠與測量模塊通信的計算機能夠實現(xiàn)下述分析功能，所述測量模塊包括光源和檢測單元，所述光源朝著由活體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)出屬于預定波段的至少一種類型的測量光，所述檢測單元以預定配置方式規(guī)則地布置有多個傳感器且通過所述多個傳感器來檢測從所述光源發(fā)出的且透過所述活體的所述測量光，所述分析功能用于：

利用由所述檢測單元檢測的所述測量光的檢測結果來分析所述活體內的所述測量光的直線性以及距離所述光源的光學距離。

附圖標記列表

10 測量裝置

101 測量單元

103 控制單元

105 分析單元

107 存儲單元

111 光源

121 第一遮光體

123 微透鏡陣列

125 微透鏡

127 第二遮光體

129 孔徑(光圈)

131 傳感器