CN101291619A - 生物体成分浓度测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物体成分浓度测定装置。该生物体成分浓度测定装置能够把握是否处于能够测定耳孔内的哪些生物体组织的状态，在生物体成分浓度测定装置内，设置有对从耳孔(200)内的生物体组织放射的红外光进行检测的红外线检测器(108)、和对耳孔(200)内的生物体组织进行摄像的摄像元件(148)。

Description

生物体成分浓度测定装置

技术领域

本发明涉及不进行采血等的非侵入地测定生物体成分(例如葡萄糖)浓度的生物体成分浓度测定装置。

背景技术

一直以来，作为生物体信息测定装置，提出了对来自鼓膜的放射光进行测定从而算出葡萄糖浓度的非侵入血糖计(例如，参照专利文献1、2或3)。例如，在专利文献1中公开了一种非侵入血糖计，该非侵入血糖计配置有能够容纳在外耳道程度大小的镜子，通过该镜子向鼓膜照射近红外线或热线，并且对在鼓膜反射出的光进行检测，由检测结果算出葡萄糖浓度。另外，在专利文献2中公开了一种非侵入血糖计，该非侵入血糖计配置有能够插入耳孔内的探测器，在将鼓膜和外耳道冷却后的状态下，通过探测器对在内耳发生并从鼓膜放射出的红外线进行检测，通过对检测出的红外线进行分光分析而得到葡萄糖浓度。另外，在专利文献3中公开了一种非侵入血糖计，该非侵入血糖计配置有能够插入耳孔内的反射镜，使用该反射镜对来自鼓膜的放射光进行检测，通过对检测出的放射光进行分光分析而得到葡萄糖浓度。

专利文献1：日本专利特表平05-506171号公报

专利文献2：日本专利特表2002-513604号公报

专利文献3：日本专利特表2001-503999号公报

发明内容

但是，在上述现有的非侵入血糖计中，因为无法确认插入耳孔内的镜子或探测器朝向哪个方向，所以难以把握正在对耳孔内的哪些生物体组织进行测定。

于是，本发明鉴于上述现有的问题，其目的在于提供一种能够把握是否处于能够测定耳孔内的哪些生物体组织的状态的生物体成分浓度测定装置。

为了解决上述现有的问题，本发明的生物体成分浓度测定装置包括：对从耳孔内的生物体组织放射出的红外光进行检测的红外线检测器；对上述耳孔内的上述生物体组织进行摄像的摄像元件；和将上述红外线检测器的输出换算成生物体成分浓度的生物体成分浓度运算部。

发明效果

根据本发明的生物体成分浓度测定装置，能够把握是否处于能够测定耳孔内的哪些生物体组织的状态。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式的生物体成分浓度测定装置外观的立体图。

图2为表示上述生物体成分浓度测定装置结构的图。

图3为表示上述生物体成分浓度测定装置的光学滤光轮(filterwheel)的立体图。

图4为表示使用摄取黑白图像的摄像元件观察耳孔内时的图像的图。

图5为表示对图4的图像进行二值化处理(binary image processing)的结果的图。

图6为表示本发明的另一实施方式的生物体成分浓度测定装置结构的图。

图7为表示本发明的又一实施方式的生物体成分浓度测定装置结构的图。

图8为表示本发明的又一实施方式的生物体成分浓度测定装置结构的图。

图9为表示本发明的又一实施方式的生物体成分浓度测定装置外观的图。

图10为表示上述生物体成分浓度测定装置结构的图。

图11为表示上述实施方式的变形例的生物体成分浓度测定装置结构的图。

图12为表示外耳道给放射亮度带来的影响的图。

具体实施方式

本发明的生物体成分浓度测定装置包括：对从耳孔内的生物体组织放射出的红外光进行检测的红外线检测器；对上述耳孔内的上述生物体组织进行摄像的摄像元件；和将上述红外线检测器的输出换算成生物体成分浓度的生物体成分浓度运算部。

在根据以上结构，使用红外线检测器对从耳孔内的生物体组织放射出的红外光进行检测，由此测定生物体成分浓度时，因为能够把握该红外线检测器是否处于能够对从耳孔内的哪些生物体组织放射出的红外光进行检测的状态，所以能够把握生物体成分浓度测定装置是否处于能够测定耳孔内的哪些生物体组织的状态。

在本发明中，作为摄像元件，例如可以使用CMOS或CCD等图像元件。

作为红外线检测器，只要是能够检测红外区域的波长的光的装置即可，例如，可以使用焦热电传感器(pyroelectric sensor)、热电元件(thermopile)、辐射热计(bolometer)、HgCdTe(MCT)检测器、高莱控测器(Golay cell)等。

作为生物体成分浓度运算部，例如可以使用CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)等的微机。

本发明的生物体成分浓度测定装置还包括射出用于照射上述耳孔内的光的光源，优选上述摄像元件对从上述光源射出并在上述耳孔内的上述生物体组织反射的光进行摄像。

在本发明中，作为光源，例如可以使用红色激光器等可见光激光器、白色LED等。其中，白色LED与卤素灯相比，在使其发光时产生的发生热较少，所以对鼓膜或外耳道的温度带来的影响较少，因而优选。此外，也可以使用射出近红外光的光源，代替射出可见光的光源。

优选本发明的生物体成分浓度测定装置还包括对上述红外光进行分光的分光元件。

作为分光元件，只要是能够根据波长差别将红外线分开的元件即可，例如可以使用使特定波长区域的红外线透过的光学滤光器、分光棱镜、迈克尔逊(Michelson)干涉仪、衍射光栅等。

本发明的生物体成分浓度测定装置还包括插入上述耳孔内的插入探测器，上述插入探测器可以具有将从上述耳孔内的上述生物体组织放射出的上述红外光导向上述红外线检测器的功能。

在本发明中，作为插入探测器，只要是能够引导红外线的装置即可，例如，可以使用中空管、传送红外线的光纤等。在使用中空管的情况下，优选在中空管的内表面具有金层。该金层可以通过在中空管的内表面实施金镀或蒸镀金而形成。

本发明的生物体成分浓度测定装置可以还包括光分割元件，该光分割元件使在上述耳孔内的上述生物体组织反射的上述光和从上述耳孔内的上述生物体组织放射的上述红外光中的一方透过，使其他方反射。

在此，也可以在上述红外线检测器与上述光分割元件之间配置上述分光元件。

在本发明中，作为光分割元件，例如可以使用具有在可见光、近红外光和红外光中使可见光和近红外光透过、而使红外光反射的功能的分光器，或具有使红外光透过、而使可见光和近红外光反射的功能的分光器。在反射可见光和近红外光、而透过红外线的情况下，作为分光器的材质，例如可以使用ZnSe、CaF₂、Si、Ge等。另外，也可以使用在对红外线透明的树脂上设置有膜厚为几nm的由铝或金构成的层的材料。作为对红外线透明的树脂，例如可以列举聚碳酸脂、聚丙烯、聚苯乙烯等。

本发明的生物体成分浓度测定装置优选还包括从由上述摄像元件得到的摄像信息中检测鼓膜的摄像信息的摄像信息检测部。

通过该结构，能够自动把握在放射由红外线检测器检测的红外光的生物体组织中包含鼓膜。

作为摄像信息检测部，例如可以使用图像处理LSI和微机。作为微机，例如可以列举CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等。

作为摄像信息检测部对从由摄像元件得到的摄像信息中检测鼓膜的摄像信息进行检测方法，可以列举进行由摄像元件得到的摄像信息的图像处理，通过利用图像中的明亮度差异识别鼓膜的图像的方法。

上述摄像元件具有多个像素，从上述多个像素各自输出的输出信号构成上述摄像信息，上述摄像信息检测部可以将上述输出信号中的、预先设定的基准值以下的输出信号作为上述鼓膜的摄像信息检测。

优选上述生物体成分浓度运算部根据由上述摄像信息检测部检测出的上述鼓膜的摄像信息的量而对上述生物体成分的浓度进行补正。

在此，进一步优选为，所述摄像信息检测部，作为上述鼓膜的摄像信息的量，算出由上述摄像元件得到的上述摄像信息中的上述鼓膜的上述摄像信息的比例，上述生物体成分浓度运算部使用上述比例对上述生物体成分的浓度进行补正。从生物体放射的红外光的强度依存于放射红外光的部分的面积。因此，即使在由摄像元件摄取的鼓膜的而积分散的情况下，也能够通过该补正降低测定结果的分散，能够进行高精度的测定。

本发明的生物体成分浓度测定装置还可以包括音源，该音源在由上述摄像信息检测部对上述鼓膜的上述摄像信息进行检测的间，输出声音。

在此，优选根据由上述摄像信息检测部检测出的上述鼓膜的摄像信息的量，从上述音源输出的声音的音量、频率和输出间隔中的至少一个发生变化。根据该结构，通过从音源输出的声音的变化，能够将由摄像信息检测部检测出的鼓膜的摄像信息的量的变化通知使用者。

优选本发明的生物体成分浓度测定装置还包括警告输出部，该警告输出部在由上述摄像信息检测部检测出的上述鼓膜的摄像信息的量为阈值以下的情况下，输出警告。根据该结构，能够将生物体成分浓度测定装置的位置不合适的情况通知使用者。

在此，作为警告输出部，可以列举显示警告的显示器、以声音输出警告的扬声器、发出警告音的蜂鸣器等。

优选本发明的生物体成分浓度测定装置还包括光路控制元件，该光路控制元件根据由上述摄像信息检测部检测出的上述鼓膜的摄像信息，对光路进行控制，以使从上述鼓膜放射出的红外光有选择地透过。

根据该结构，从鼓膜放射出的红外光透过光路控制元件，到达红外线检测器，从外耳道放射出的红外光被光路控制元件遮断而不能到达红外线检测器，因此能够消除外耳道的影响，能够进行高精度的测定。

优选光路控制元件设置在红外线检测器与光分割元件之间。根据该结构，由于在到达摄像元件的可见光或近红外光的光路上没有光路控制元件，摄像所需要的波长的光不会因光路控制元件而衰减，所以能够通过摄像元件良好地对耳孔内的生物体组织进行摄像。作为光路控制元件，可以使用液晶光闸(shutter)或机械式光闸等。

作为液晶光闸，例如优选具有TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)，通过使用TFT进行控制，能够使特定区域的红外光透过、或使其不透过而进行遮光的装置。

作为机械式光闸，例如可以使用作为公知技术的微小镜面(micromirror)排列在平面上的使用MEMS技术的数字微镜器件(digital mirrordevice)(以下，简称为DMD)。可以使用公知的MEMS(Micro ElectroMechanical System：微机电系统)制作DMD。各微小镜面能够通过驱动设置在镜面下部的电极而控制在ON与OFF这两个状态。当微小镜面为ON时，反射从鼓膜放射出的红外光并将其向红外线检测器投射；当为OFF时，使红外光向设置在DMD内部的吸收体反射，不使其向红外线检测器投射。因此，通过分别驱动各微小镜面，能够将红外线的投射控制在每个微小区域。

本发明的生物体成分浓度测定装置还可以包括：显示由上述摄像元件得到的摄像信息的显示器；和接收上述生物体成分浓度的测定开始指示的指示接收部。也可以将上述显示器配置于，在上述插入探测器被插入使用者的耳孔内的状态下，上述使用者能够看到显示在上述显示器中的上述摄像信息的位置。

根据该结构，在使用者将生物体成分浓度测定装置的插入探测器插入使用者的耳孔内的状态下，在确认在显示器上显示有鼓膜的情况后，能够通过指示接收部输入测定开始的指示，所以能够降低外耳道的影响，进行高精度的测定。

作为指示接收部，例如可以列举开关、按钮等。

本发明的生物体成分浓度测定装置还可以包括：存储有表示红外线检测器的输出信号与生物体成分浓度的相互关系的相关数据的存储部；表示由生物体成分浓度运算部换算出的生物体成分浓度的显示部；和供给用于使生物体成分浓度测定装置动作的电力的电源。

生物体成分浓度运算部也可以从存储部读出上述相关数据，通过参照该相关数据，将红外线检测器的输出信号变换成生物体成分的浓度。

表示红外线检测器的输出信号与生物体成分浓度的相互关系的相关数据，例如可以通过对具有已知生物体成分浓度(例如血糖值)的被实验者测定红外线检测器的输出信号，进而对得到的红外线检测器的输出信号与生物体成分浓度的相互关系进行解析而取得。

在本发明中，作为存储部，例如可以使用RAM、ROM等存储器。

作为显示部，例如可以使用液晶等的显示器。

作为电源，例如可以使用电池等。

作为利用本发明的生物体成分浓度测定装置测定的生物体成分的浓度，可以列举葡萄糖浓度(血糖值)、血红蛋白浓度、胆固醇浓度、中性脂肪浓度等。通过对从生物体放射的红外光进行测定，能够测定例如血糖值等生物体信息。来自生物体的红外放射光的放射能量W用以下的数学式表示。

[数学式1]

$W=S\underset{{\mathrm{\λ}}_1}{\overset{{\mathrm{\λ}}_2}{\∫}}\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\·W_0(T,\mathrm{\λ})\mathrm{d\λ}\left(W\right)$

[数学式2]

W₀(λ，T)＝2hc²{λ⁵·[exp(hc/λkT)-1]}^-1(W/cm²·μm)

其中，上述式中的各符号表示以下的内容。

W：来自生物体的红外放射光的放射能量

ε(λ)：波长λ下的生物体的放射率

W₀(λ、T)：波长λ、温度T下的黑体放射强度密度

h：普朗克常数(h＝6.625×10^-34(W·S²))

c：光速(c＝2.998×10^-10(cm/s))

λ₁、λ₂：来自生物体的红外放射光的波长(μm)

T：生物体的温度(K)

S：检测面积(cm²)

k：波尔兹曼常数

从数学式1可知，当检测面积S一定时，来自生物体的红外放射光的放射能量W依存于波长λ下的生物体的放射率ε(λ)。根据放射的基尔霍夫定律，相同温度、波长下的放射率和吸收率相等。

[数学式3]

ε(λ)＝α(λ)

其中，α(λ)表示波长λ下的生物体的吸收率。

因此，可知在考虑放射率时，考虑吸收率即可。根据能量守恒定律，吸收率、透过率和反射率满足以下的关系。

[数学式4]

α(λ)+r(λ)+t(λ)＝1

其中，上述式中的各符号表示以下的内容。

r(λ)：波长λ下的生物体的反射率

t(λ)：波长λ下的生物体的透过率

因此，放射率使用透过率和反射率，用数学式5表示。

[数学式5]

ε(λ)＝α(λ)＝1-r(λ)-t(λ)

透过率用入射光量与透过测定对象物体时的透过光量之比表示。入射光量和透过测定对象物体时的透过光量用朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)表示。

[数学式6]

$I_t\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\exp (-\frac{4\mathrm{\πk}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{\λ}}d)$

其中，上述式中的各符号表示以下的内容。

I_t：透过光量，

I₀：入射光量，

d：生物体的厚度，

k(λ)：波长λ下的生物体的消光系数。

生物体的消光系数是表示生物体引起的光的吸收的系数。

因此，透过率用数学式7表示。

[数学式7]

$t\left(\mathrm{\λ}\right)=\exp (-\frac{4\mathrm{\πk}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{\λ}}d)$

下面，对于反射率进行说明。虽然反射率有必要算出相对所有方向的平均反射率，但是在此，为了说明简便，考虑对垂直入射的反射率。令空气的折射率为1，对垂直入射的反射率用数学式8表示。

[数学式8]

$r\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{{(n\left(\mathrm{\λ}\right)-1)}^2+k^2\left(\mathrm{\λ}\right)}{{(n\left(\mathrm{\λ}\right)+1)}^2+k^2\left(\mathrm{\λ}\right)}$

其中，n(λ)表示波长λ下的生物体的折射率。

如上所述，放射率用数学式9表示。

[数学式9]

$\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)=1-r\left(\mathrm{\λ}\right)-t\left(\mathrm{\λ}\right)=1-\frac{{(n\left(\mathrm{\λ}\right)-1)}^2+k{\left(\mathrm{\λ}\right)}^2}{{(n\left(\mathrm{\λ}\right)+1)}^2+k{\left(\mathrm{\λ}\right)}^2}-\exp (-\frac{4\mathrm{\πk}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{\λ}}d)$

如果生物体中的成分的浓度发生变化，则生物体的折射率和消光系数发生变化。通常反射率在红外区域较小，约为0.03左右，并且从数学式8可知，不太依存于折射率和消光系数。因此，即使由于生物体中的成分的浓度的变化，折射率和消光系数发生变化，反射率的变化也很小。

另一方面，由数学式7可知，透过率很大程度上依存于消光系数。因此，如果由于生物体中的成分的浓度的变化导致生物体的消光系数、即生物体引起的光的吸收程度发生变化，则透过率发生变化。

根据上述内容可知，来自生物体的红外放射光的放射能量依存于生物体中的成分的浓度。因此，能够根据来自生物体的红外放射光的放射能量强度求得生物体中的成分的浓度。

此外，由数学式7可知，透过率依存于生物体的厚度。生物体的厚度越薄，则相对于生物体的消光系数变化的透过率的变化的程度越大，所以越容易检测出生物体中的成分的浓度变化。鼓膜的厚度薄至大约为60～100μm，所以适合于使用红外放射光的生物体中的成分的浓度测定。

图12为表示在从外耳道放射的红外光的信号与从作为生物体中成分的葡萄糖的水溶液放射的红外光的信号重叠的情况下的、包含从外耳道放射的红外光的信号的比例引起的放射亮度谱的变化的图。

葡萄糖水溶液的放射亮度谱通过将温度设定为37度进行计算机模拟而求得(图12中的A)。外耳道的放射亮度谱在外耳道的温度为36.5度的状态下进行实测(图12中的D)。此外，通过计算机模拟求得从外耳道放射的红外光的信号与从葡萄糖水溶液放射的红外线光的信号以3/5的比例重叠的情况下的放射亮度谱(图12中的B)，和以4/5的比例重叠的情况下的放射亮度谱(图12中的C)。

由图12可知，在不包含从外耳道放射的红外光的信号的情况下，即仅有从匍萄糖水溶液放射的红外光的信号的情况下的放射亮度谱在9.6μm附近具有葡萄糖特有的峰。

并且，与该信号相比可知，随着从外耳道放射的红外光的信号在全体信号中所占的比例增大至3/5、4/5，葡萄糖特有的峰的强度减少。并且可知，在仅有从外耳道放射的红外光的信号的情况下的放射亮度谱中，葡萄糖特有的峰几乎全部消失。

因此可知，如果在测定信号中含有从外耳道放射的红外光的信号，则会给葡萄糖的测定带来很大的影响。

下面，参照附图详细地对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1是表示实施方式1的生物体成分浓度测定装置100外观的立体图。

生物体成分浓度测定装置100包括本体102和设置在本体102侧面的插入探测器104。在本体102上设置有用于显示生物体成分浓度的测定结果的显示器114、用于使生物体成分浓度测定装置100的电源处于ON/OFF的电源开关101、和用于开始测定的测定开始开关103。显示器114相当于本发明的显示部。

下面，使用图2和图3对生物体成分浓度测定装置100的本体内部的结构进行说明。图2是表示实施方式1的生物体成分浓度测定装置100结构的图，图3是表示实施方式1的生物体成分浓度测定装置100的光学滤光轮106的立体图。

在生物体成分浓度测定装置100的本体内部，包括：遮光器(chopper)118、光学滤光轮106、红外线检测器108、前置增幅器(preliminary amplifier)130、带通滤波器(band-pass filter)132、同步解调器134、低通滤波器136、模拟/数字转换器(以下简称为A/D转换器)138、微机110、存储器112、显示器114、电源116、光源140、第一分光器142、第二分光器144、聚光透镜146、摄像元件148、图像处理LSI149、计时器156和蜂鸣器158。微机110相当于本发明的摄像信息检测部和生物体成分浓度运算部。

电源116向微机110供给AC或DC电力。优选使用电池作为电源116。

遮光器118具有截断从鼓膜202放射、通过插入探测器104导入本体102内之后透过第二分光器144的红外光，将红外光变换为高频红外线信号的功能。根据来自微机110的控制信号控制遮光器118的动作。被遮光器118截断的红外光到达光学滤光轮106。

如图3所示，光学滤光轮106在环123上嵌入有第一光学滤光器122和第二光学滤光器124。在图3所示的例子中，均为半圆形的第一光学滤光器122和第二光学滤光器124嵌入环123中，由此构成圆盘状的部件，在该圆盘状的部件的中央部设置有旋转轴125。

通过使该旋转轴125如图3的箭头所示旋转，能够使被遮光器118截断的红外光所通过的光学滤光器在第一光学滤光器122与第二光学滤光器124之间切换。旋转轴125的旋转由来自微机110的控制信号控制。

优选对旋转轴125的旋转进行控制，使得与遮光器118的旋转同步，在遮光器118关闭的期间使旋转轴125旋转180度。如果这样操作，此后当遮光器118打开时，能够将被遮光器118截断的红外光所通过的光学滤光器切换为另一个光学滤光器。光学滤光轮106相当于本发明的分光元件。

作为光学滤光器的制作方法，没有特别限定，可以使用公知的技术，例如可以使用真空蒸镀法、离子束溅射法、CVD法等。例如，可以通过以Si或Ge为基板，采用离子束溅射法在基板上叠层Ge、ZnS、MgF₂、PbTe等而制作光学滤光器。

这里，通过在基板上叠层的各层的膜厚、叠层的顺序、叠层的次数等，控制叠层的多层薄膜内的光的干涉，进而制造具有希望波长特性的光学滤光器。

透过第一光学滤光器122或第二光学滤光器124后的红外光到达具有检测区域126的红外线检测器108。到达红外线检测器108的红外光向检测区域126入射，并变换为与入射的红外光的强度对应的电信号。

从红外线检测器108输出的电信号通过前置增幅器130增幅。增幅后的电信号被带通滤波器132除去以截断频率为中心频率的频带以外的信号。由此，能够使因热噪声等统计波动引起的噪声最小化。

被带通滤波器132过滤的电信号，使用同步解调器134，通过使遮光器118的截断频率与被带通滤波器132过滤后的电信号同步，并进行积分，由此解调为DC信号。

被同步解调器134解调后的电信号通过低通滤波器136除去低频带的信号。由此，能够进一步除去噪声。

被低通滤波器136过滤后的电信号通过A/D变换器138变换为数字信号，然后输入微机110。在此，来自与各光学滤光器对应的红外检测器108的电信号使用旋转轴125的控制信号作为触发信号，由此能够识别是否为与透过哪个光学滤光器的红外光对应的电信号。从微机输出旋转轴125的控制信号到输出后续的旋转轴控制信号为止的过程中，成为与相同的光学滤光器对应的电信号。优选分别在存储器112上对与各光学滤光器对应的电信号进行累计后算出平均值，由此能够进一步降低噪声，因此进行测定的累计。

在存储器112中存储有多个相关数据，该相关数据为与透过第一光学滤光器122后的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器124后的红外光的强度对应的电信号与生物体成分浓度的相互关系的相关数据，并且该多个相关数据的由摄像元件148摄取的图像内的鼓膜区域的比例的每个等级不同。例如，通过改变插入探测器104的方向进行测定，能够得到鼓膜区域的比例的每个等级不同的多个相关数据。

微机110从存储器112读出通过后述的图像识别求得的、与由摄像元件148摄取的图像内的鼓膜的区域的比例的等级对应的相关数据，参照该相关数据，将由存储在存储器112中的数字信号算出的每单位时间的数字信号换算为生物体成分的浓度。存储器112相当于本发明的存储部。在微机110中换算后的生物体成分的浓度被输出并显示在显示器114中。

第一光学滤光器122例如具有下述光谱特性，使包括被作为测定对象的生物体成分吸收的波长的波段(以下，简称为测定用波段)的红外光透过。另一方面，第二光学滤光器124具有与第一光学滤光器122不同的光谱特性。第二光学滤光器124例如具有下述光谱特性，使包括不被作为测定对象的生物体成分吸收、且被妨碍对象成分测定的那种其他生物体成分吸收的波长的波段(以下，简称为参照用波段)的红外光透过。在此，作为那种其他的生物体成分，可以选择测定对象的生物体成分以外的生物体中的成分量较多的成分。

例如：葡萄糖显示在9.6μm附近具有吸收峰的红外吸收光谱。因此，当作为测定对象的生物体成分为葡萄糖时，优选第一光学滤光器122具有使包括9.6μm的波段的红外光透过的光谱特性。

另一方面，生物体中大量含有的蛋白质吸收8.5微米附近的红外光，而葡萄糖不吸收8.5μm附近的红外光。因此，优选第二光学滤光器124具有使包括8.5μm的波段的红外光透过的光谱特性。

存储在存储器112中的相关数据例如可以通过以下步骤取得，该相关数据表示与透过第一光学滤光器122后的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器324后的红外光的强度对应的电信号与生物体成分浓度的相互关系。

首先，对于具有已知的生物体成分浓度(例如血糖值)的被试验者，测定从鼓膜放射的红外光。这时，求取与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号。通过对具有不同的生物体成分浓度的多个被试验者进行这种测定，能够得到由与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号以及与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度构成的数据的组。

但是，也可以对一位被试验者测定从鼓膜放射的红外光。在这种情况下，在生物体成分浓度(例如血糖值)不同的多个时间，求取与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号。通过在多个时间进行这种测定，能够得到由与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号以及与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度构成的数据的组。例如，血糖值因饭后的经过时间而不同，并且，因胰岛素的给药等也不同，因此，能够在多个时间取得上述的数据的组。

接着，对以上述方法取得的数据的组进行解析，并求取相关数据。例如，对于与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号以及与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度，采用PLS(PartialLeast Squares Regression：偏最小二乘回归法)等重回归分析法或神经网络法(neural network)等进行多变量解析，由此能够求得表示与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号以及与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度的相互关系的函数。

此外，在第一光学滤光器122具有使测定用波段的红外光透过的光谱特性、第二光学滤光器124具有使参照用波段的红外光透过的光谱特性的情况下，也可以求取与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与第一光学滤光器324透过的波段的红外光的强度对应的电信号的差值，再求取表示该差值和与该差值对应的生物体成分浓度的相互关系的相关数据。例如，能够通过进行最小二乘法等的直线回归分析而求得。

此时，如上所述，通过改变插入探测器104的方向进行测定，能够得到鼓膜的区域的比例的每个等级不同的多个相关数据。例如，也可以改变插入探测器104的方向，同时获得例如与鼓膜区域的40～90％对应的多个相关数据。其中，虽然区域的比例越大越优选，但是即使较小也能够获得本发明的效果。

下面，对于用于对鼓膜202进行摄像的结构进行说明。

光源140射出用于对鼓膜202进行照明的可见光。从光源140射出且被第一分光器142反射的可见光被第二分光器144发射，然后通过插入探测器104导入外耳道204内，对鼓膜202进行照明。

作为光源140，例如可以使用红色激光器等可见光激光器、白色LED、蓝色LED等。其中，白色LED与卤素灯相比，发光时产生的发生热较少，所以给鼓膜202和外耳道204的温度造成的影响较小，因而优选。另外，也可以使用射出近红外光的光源代替射出可见光的光源。

第一分光器142具有将可见光的一部分反射，使剩余部分透过的功能。

第二分光器144使可见光反射，使红外光透过。作为第二半反镜144的材料，优选不吸收并透过红外线、反射可见光的材料。作为第二分光器144的材质，例如可以使用ZnSe、CaF2、Si、Ge等。这里，第二分光器144相当于本发明中的光分割元件。

另一方面，从鼓膜202通过外耳道204射入插入探测器104内的可见光被第二分光器144反射，一部分透过第一分光器142。透过第一分光器142后的可见光通过聚光透镜146聚光，到达摄像元件148。

作为摄像元件148，例如可以使用CMOS、CCD等图像元件。

接着，对于从由摄像元件148摄取的图像中，识别鼓膜202位置的方法进行说明。图4表示通过前端部的直径为3mm的插入探测器、使用摄取黑白图像的摄像元件观察耳孔内时的图像。图中圆形的波线表示进行摄像的区域。

图像的左上侧和右下侧(图4中的区域A)是外耳道，其间的区域(图4中的区域B)是鼓膜。能够在中央部(图4中的区域C)看到的是锤骨接触部，是鼓膜与锤骨连接的部分。此外，能够在右侧(图4中的区域D)看到的是耳垢。在摄取的图像中能够看到的鼓膜的位置和大小由于插入探测器的插入深度或方向而发生变化。

从图4可知，在摄取的图像中，因为与其他部分相比鼓膜摄取得较暗，所以通过由摄像信息检测部对明亮度(亮度)的差异进行识别，能够识别鼓膜的位置。

通过使用图像处理LSI149和微机110对由摄像元件148得到的图像信息进行图像处理，从图像信息中抽出鼓膜202的区域。作为图像处理，例如，如下所述，可以采用利用阈值处理和标记(labeling)处理的区域抽出技术。

首先，对图像信息进行二值化处理。在使用摄取黑白图像的摄像元件的情况下，能够将构成摄像元件的各像素的输出信号用作各像素的明亮度(亮度)。

另外，在使用摄取彩色图像的摄像元件的情况下，例如可以将从各像素输出的红色信号(R信号)、绿色信号(G信号)和蓝色信号(B信号)的总和用作各像素的明亮度(亮度)。取而代之，也可以仅使用R信号、G信号和B信号的平均值、或其中的任意一个信号。

将图像的明亮度设定为一定的基准值，进行根据基准值将各像素的明亮度变换为黑色和白色这两个值的处理。例如，如果图像的明亮度为设定的基准值以上，则对该像素设定白色，在除此之外的情况下对像素设定黑色。由于与鼓膜202对应的部分的像素比与外耳道204、锤骨接触部和耳垢对应的部分的像素暗，所以将基准值设定在与鼓膜对应的部分的像素的明亮度和与外耳道、锤骨接触部以及耳垢对应的部分的像素的明亮度之间，通过上述的处理，与鼓膜202对应的部分的像素被设定为黑色，与外耳道204对应的部分的像素被设定为白色。图5是表示对图4的图像进行二值化处理的结果的图。可知与鼓膜对应的部分的图像被设定为黑色。

对于进行上述二值化处理后的图像信息，例如进行标记处理。作为标记处理，例如对经过二值化处理的图像信息内的所有像素进行扫描，对于设定为黑色的像素，附加相同的标记作为属性即可。

通过以上的处理，能够将与附加有标记的像素相当的区域识别为鼓膜202。通过使用微机110对基准值值以下的像素数相对于全部像素数的比例进行运算，能够求得摄取的图像内的鼓膜202的区域的比例。

对于本实施方式的生物体成分浓度测定装置100的动作进行说明。

首先，如果使用者按压生物体成分浓度测定装置100的电源开关101，则本体102内的电源导通(ON)，生物体成分浓度测定装置100处于测定准备状态。使用者手持本体102，将插入探测器104插入耳孔200内。插入探测器104构成为，从插入探测器104的前端部分向与本体102的连接部分直径变粗的圆锥形状的中空管，所以插入探测器104不能插入比插入探测器104的外径与耳孔200的内径相等的位置更深的位置。

接着，在将生物体成分浓度测定装置100保持在插入探测器104的外径与耳孔200的内径相等的位置的状态下，如果使用者按压生物体成分浓度测定装置100的测定开始开关103，则本体102内的电源140导通(ON)，于是开始利用摄像元件148进行摄像。

接着，进行下述步骤，从采用上述方法由摄像元件148摄取的图像中，对鼓膜202的位置进行识别。当图像识别的结果为，微机110判断在由摄像元件148摄取的图像中没有与鼓膜202相当的图像时，就会在显示器114中显示插入探测器104的插入方向偏离鼓膜202的内容的信息，或鸣响蜂鸣器158，或从扬声器(未图示)输出声音，由此通知使用者有错误。

在此，在由微机110运算出的摄取的图像内的鼓膜区域的比例在阈值以下的情况下，也可以通知使用者有错误。如果通知表示不能识别鼓膜202位置的错误信息，则使用者移动生物体成分浓度测定装置100，调整插入探测器104的插入方向即可。其中，上述阈值可以根据上述相关数据中的鼓膜区域的比例范围决定。

显示器114、蜂鸣器158和扬声器分别相当于本发明的警告输出部。当图像识别的结果为，微机110判断在由摄像元件148摄取的图像中能够识别鼓膜202的位置的情况下，就会在显示器114中显示能够识别鼓膜202位置的内容的信息，或鸣响蜂鸣器158，或从扬声器(未图示)输出声音，由此通知使用者。

如果识别到鼓膜202的位置，则微机110使遮光器118开始动作，由此，自动开始测定从鼓膜202放射的红外光。通过将识别到鼓膜202的位置的情况通知使用者，使用者能够把握已经开始测定的情况，所以能够认识到不移动生物体成分浓度测定装置100使其静止即可。扬声器相当于本发明的声音输出部。

在开始红外光的测定之后，也继续进行用于识别由摄像元件148摄取的图像中的鼓膜的位置的处理。在测定中，在使用者将插入探测器104从耳孔200向外取出、或大幅移动插入探测器104的方向的情况下，通过微机110判断在由摄像元件148摄取的图像中没有与鼓膜202相当的图像，能够检测到使用者的错误操作。

随着该检测，微机110在显示器114中显示插入探测器104的插入方向偏离鼓膜202的内容的信息，或鸣响蜂鸣器158，或从扬声器(未图示)输出声音，由此通知使用者有错误。进一步，微机110控制遮光器118，并遮断到达光学滤光轮106的红外光，自动地停止测定。在此，在由微机110运算的、摄取的图像内的鼓膜区域的比例在阈值以下时，也可以通知使用者有错误。

如果被通知表示不能识别鼓膜202位置的错误信息，则使用者移动生物体成分浓度测定装置100，再次将插入探测器104插入耳孔200内或调整插入探测器104的插入方向，然后按压测定开始开关103，开始再次测定。

如果微机110根据来自计时器156的计时信号，判断从测定开始已经经过一定时间，就会控制遮光器118，遮断到达光学滤光轮106的红外光。于是，测定自动结束。这时，微机110控制显示器114或蜂鸣器158，在显示器114中显示测定已结束的内容的信息，或鸣响蜂鸣器158，或从扬声器(未图示)输出声音，由此通知使用者测定已结束。由此，因为使用者能够确认测定已结束，所以将插入探测器104从耳孔200向外取出。

微机110根据通过上述方法求得的、由摄像元件148摄取的图像内的鼓膜区域的比例，从与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的多个相关数据中，从存储器112读出与其比例的等级对应的相关数据。微机110参照该相关数据，将从A/D转换器138输出的电信号换算成生物体成分的浓度。将求得的生物体成分的浓度显示于显示器114中。

如上所述，根据本实施方式的生物体成分浓度测定装置100，通过使用摄像元件，能够把握是否处于能够测定耳孔内的哪些生物体组织的状态。而且，在将测定出的信号换算成生物体成分的浓度时，能够对测定出的放射红外光的鼓膜的面积进行补正，所以能够提高测定精度。

(实施方式2)

下面，使用图6对本发明实施方式2的生物体成分浓度测定装置300进行说明。图6是表示本实施方式的生物体成分浓度测定装置300结构的图。

本实施方式的生物体成分浓度测定装置300在具备液晶光闸120这点与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100不同。并且，存储在存储器312中的相关数据的内容与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100不同。对于其他的结构，因为与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100相同，标以相同的符号，并省略说明。

从图6可知，在第二分光器144与遮光器118之间，设置有液晶光闸120。液晶光闸120具有多个液晶单元以矩阵状排列的结构，利用施加于各液晶单元的电压，能够将各液晶单元分别地控制为光透过的状态或遮断光的状态。

如果微机110通过与实施方式1相同的图像处理从摄像元件148摄取的图像信息中识别到与鼓膜202对应的图像，则控制施加给液晶光闸120的各液晶单元的电压，将来自鼓膜202的红外光入射的液晶单元设定为光透过的状态，并将来自鼓膜202以外的红外光入射的液晶单元设定为遮断光的状态。由此，能够使从鼓膜202放射的红外光有选择地射入红外线检测器108。液晶光闸120相当于本发明的光路控制元件。

在存储器312中存储有表示与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器124的红外光的强度对应的电信号、和生物体成分浓度的相关关系的相关数据。微机110从存储器312读出该相关数据，参照该相关数据，将由存储在存储器312中的数字信号算出的每单位时间的数字信号换算成生物体成分的浓度。存储器312相当于本发明的存储部。

存储在存储器312中的、表示与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器324的红外光的强度对应的电信号、和生物体成分浓度的相关关系的相关数据，例如可以通过以下的步骤取得。

首先，对具有已知生物体成分浓度(例如血糖值)的被试验者测定从鼓膜放射的红外光。这时，求取与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号。通过对于具有不同生物体成分浓度的多个被试验者进行该测定，能够得到由与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号以及与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度构成的数据的组。

接着，对由此取得的数据的组进行解析，求得相关数据。例如，对于与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号、与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度，使用PLS(Partial Least SquaresRegression：偏最小二乘回归法)等重回归分析法或神经网络法等进行多变量解析，由此能够求得表示与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号以及与第二光学滤光器124透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与这些电信号对应的生物体成分浓度的相关关系的函数。

此外，当第一光学滤光器122具有使测定用波段的红外光透过的光谱特性，第二光学滤光器124具有使参照用波段的红外光透过的光谱特性时，也可以求取与第一光学滤光器122透过的波段的红外光的强度对应的电信号、和与第一光学滤光器324透过的波段的红外光的强度对应的电信号的差值，然后求取表示该差值和与该差值对应的生物体成分浓度的相关关系的相关数据。例如，能够通过最小二乘法等直线回归分析而求得。

接着，对于本实施方式的生物体成分浓度测定装置300的动作，仅对其与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100的动作差异的方面进行说明。

如果微机110通过与实施方式1相同的图像处理，判断在由摄像元件148摄取的图像中能够识别到鼓膜202的位置，则控制施加到液晶光闸120的各液晶单元的电压，将来自鼓膜202的红外光入射的液晶单元设定为光透过的状态，将来自鼓膜202以外的红外光入射的液晶单元设定为遮断光的状态。进一步，微机110使遮光器118开始动作，由此开始对从鼓膜202放射的红外光进行测定。

从A/D转换器138输出的电信号，使用通过与实施方式1相同的方法求得的、摄取的图像内的鼓膜区域的比例，由微机110加以补正。微机110从存储器312读出表示与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器124的红外光的强度对应的电信号、和生物体成分的浓度的相关关系的相关数据，并参照该相关数据，将补正后的电信号换算成生物体成分的浓度。将求得的生物体成分的浓度显示于显示器114。

根据摄取的图像内的鼓膜区域的比例进行的电信号的补正方法，可以根据存储在存储器312中的相关数据的电信号的内容进行选择。例如，如果存储在存储器312中的相关数据中的电信号是每单位面积的信号，则使用摄取的图像内的鼓膜区域的比例，将测定出的电信号补正为每单位面积的信号即可。如上所述，可以根据测定出的放射红外光的鼓膜区域的比例补正测定出的信号。

在本实施方式中，通过使用一个相关数据就能够进行测定。因此，如上述实施方式1中的说明，当在存储器312中存储有多个相关数据时，使用鼓膜区域的比例大致一致的相关数据即可。

如上所述，根据本实施方式的生物体成分浓度测定装置100，通过使用液晶光闸120遮断从鼓膜202以外放射的红外光，能够有选择地测定从鼓膜202放射的红外光，因此能够消除外耳道204的影响，能够进行高精度的测定。并且，通过根据测定出的放射红外光的鼓膜区域的比例，补正测定出的信号，能够进一步提高测定精度。

(实施方式3)

接着，使用图7对本发明的实施方式3的生物体成分浓度测定装置400进行说明。图7是表示本实施方式的生物体成分浓度测定装置400结构的图。

本实施方式的生物体成分浓度测定装置400在插入探测器404的结构、光源404的位置、以及不使用第一分光器142这些方面与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100不同。关于其他的结构，与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100相同，所以标注相同的符号，并省略说明。

生物体成分浓度测定装置400的插入探测器404为由丙烯酸树脂等透明材料形成的中空管，面对插入探测器404与本体102的连接部设置有光源404，使得能够向插入探测器404与本体102的连接部照射光。

根据该结构，能够不以插入探测器404的中空部分而以插入探测器404本体为导光路，对耳孔内进行照射。并且，通过面对插入探测器404与本体102的连接部配置光源404，不需要第一分光器142，所以消除光在第一分光器142的损失，能够提高到达摄像元件148的光的量。

(实施方式4)

接着，使用图8对本发明实施方式4的生物体成分浓度测定装置500进行说明。图8是表示本实施方式的生物体成分浓度测定装置500结构的图。

本实施方式的生物体成分浓度测定装置500在具有采用生物体成分浓度测定装置500外部的光并将其导入插入探测器404的导光路510这一点、以及不使用光源440这一点，与实施方式3的生物体成分浓度测定装置400不同。对于其他的结构，与实施方式3的生物体成分浓度测定装置400相同，标注相同的符号，并省略说明。

在生物体成分浓度测定装置500的本体102的外表面设置有采光窗520。生物体成分浓度测定装置500外部的光通过采光窗520射入导光路510内，并通过导光路510被导入插入探测器404。根据该结构，不使用光源，就能够利用生物体成分浓度测定装置500外部的光对耳孔内进行照射。

作为导光路510，可以使用丙烯酸树脂等树脂或光纤等。

另外，在实施方式3和4中，使用透明的材料形成插入探测器404，但是为了抑制通过插入探测器404从外耳道的生物体组织放射的红外光进入，优选在插入探测器404的内表面或插入探测器404的除端面以外的外表面涂布金或铝等的金属膜。

另外，在实施方式3和4中，如果在插入探测器404的端面404a的至少一部分上设置使从探测器404射出的光扩散的粗糙面，就能够对耳孔内均匀地进行照明，因而优选。

(实施方式5)

下面，使用图9和图10对本发明实施方式5的生物体成分浓度测定装置600进行说明。图9是表示本实施方式的生物体成分浓度测定装置600外观的立体图，图10是表示本实施方式的生物体成分浓度测定装置600结构的图。

如图9所示，本实施方式的生物体成分浓度测定装置600具有弯曲部610，并被弯曲部610分成两个部分。在被弯曲部610分开的两个部分中的一个部分上设置有插入探测器104，在另一个部分上设置有显示器114、电源开关101、测定开始开关603和摄像开始开关620。

在生物体成分浓度测定装置600中，显示器114配置于在插入探测器104插入使用者的耳孔内的状态下使用者能够看到显示在显示器114中的摄像信息的位置。

如图10所示，生物体成分浓度测定装置600的本体内部的结构在不具有图像处理LSI这点上与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100不同。并且，与实施方式2相同，存储在存储器312中的相关数据的内容与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100不同。对于其他的结构，与实施方式1的生物体成分浓度测定装置100相同，所以标注相同的符号，并省略说明。

与实施方式2相同，在存储器312中存储有表示与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器124的红外光的强度对应的电信号、和生物体成分浓度的相关关系的相关数据。该相关数据的取得方法与实施方式2相同，所以省略其说明。

对本实施方式的生物体成分浓度测定装置600的动作进行说明。

首先，如果使用者按压生物体成分浓度测定装置600的电源开关101，则本体102内的电源导通(ON)，生物体成分浓度测定装置600处于测定准备状态。

接着，使用者手持本体102，将插入探测器104插入耳孔200内。

接着，在将生物体成分浓度测定装置600保持在插入探测器104的外径与耳孔200的内径相等的位置的状态下，如果使用者按压生物体成分浓度测定装置100的摄像开始开关620，则本体102内的电源140导通(ON)，于是开始利用摄像元件148的摄像。

使用者保持生物体成分浓度测定装置600，同时通过目测确认鼓膜202的图像是否显示在显示器114中。当鼓膜202的图像没有显示在显示器114中时，手动调整插入探测器104在耳孔内的方向，直至鼓膜202的图像显示在显示器114中。

在通过目测确认鼓膜202的图像显示在显示器114中之后，如果使用者按压测定开始开关603，则微机110使遮光器118开始动作，由此，开始测定从鼓膜202放射的红外光。测定开始开关603相当于本发明的指示接收部。

如果微机110根据来自计时器156的计时信号，判断从测定开始已经经过一定时间，就会控制遮光器118，遮断到达光学滤光轮106的红外光。于是，测定自动结束。这时，微机110控制显示器114或蜂鸣器158，在显示器114中显示测定已结束的内容的信息，或鸣响蜂鸣器158，或从扬声器(未图示)输出声音，由此通知使用者测定已结束。由此，使用者能够确认测定已结束，所以将插入探测器104向耳孔200外取出。

微机110从存储器112读出表示与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的电信号以及与透过第二光学滤光器124的红外光的强度对应的电信号、和生物体成分的浓度的相关关系的相关数据，并参照该相关数据，将从A/D转换器138输出的电信号换算成生物体成分的浓度。将求得的生物体成分的浓度显示于显示器114中。

如上所述，根据本实施方式的生物体成分浓度测定装置600，使用者在将插入探测器104插入使用者的耳孔200内的状态下，确认在显示器114中显示有鼓膜202后，能够通过测定开始开关603输入测定开始的指示，因此，能够降低外耳道204的影响，进行高精度的测定。

另外，在本实施方式中，对生物体成分浓度测定装置600进行了说明，其中，该生物体成分浓度测定装置600具有弯曲部610，在被弯曲部610分开的两个部分中的一个部分上设置有插入探测器104，在另一个部分上设置有显示器114、电源开关101和测定开始开关103，但本发明并不限于此，也可以使用图11所示的结构。图11是表示本实施方式的变形例的生物体成分浓度测定装置700外观的立体图。

如图11所示，本变形例的生物体成分浓度测定装置700具有设置有插入探测器104的探测部710，和设置有显示器114、电源开关101、测定开始开关603以及摄像开始开关620的本体部720。探测部710与本体部720通过用于传输电信号的电缆730连接。

另外，在以上的实施方式中，虽然使用在环123中嵌入有第一光学滤光器122和第二光学滤光器124的光学滤光轮106以及一个红外线检测器108，但本发明并不限定于此。例如，也可以使用在红外线检测区域上配置有第一光学滤光器122的第一红外线检测器和在红外线检测区域上配置有第二光学滤光器124的第二红外线检测器，代替光学滤光轮106和红外线检测器108。

在这种情况下，优选还设置有分光器，该分光器使第一光学滤光器122透过的波段的红外光和第二光学滤光器124透过的波段的红外光中的一方透过，而使其他方反射，利用分光器将由插入探测器104导入本体102内的红外光波长分离成两个，第一光学滤光器122透过的波段的红外光到达第一红外线检测器，第二光学滤光器124透过的波段的红外光到达第二红外线检测器。

根据该结构，从第一红外线检测器得到与透过第一光学滤光器122的红外光的强度对应的电信号，从第二红外线检测器得到与透过第二光学滤光器124的红外光的强度对应的电信号。

另外，在以上的实施方式中，虽然使用第一光学滤光器122和第二光学滤光器124，但并不限定于此。例如，也可以使用具有与第一光学滤光器122和第二光学滤光器124的波长特性一致的灵敏度特性的红外线检测器，代替红外线检测器108。

例如，如果使用量子阱红外探测器(QWIP：Quantum Well InfraredPhotodetector)，通过使该膜厚最优化，能够特别地检测出特定波长的红外光，不使用分光滤光器就能够进行分光检测。

产业上的可利用性

本发明能够有效地应用于非侵入的生物体成分浓度的测定，例如不采取血液就能够测定葡萄糖浓度。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种生物体成分浓度测定装置，其特征在于，包括：

对从耳孔内的生物体组织放射出的红外光进行检测的红外线检测器；

对所述耳孔内的所述生物体组织进行摄像的摄像元件；

将所述红外线检测器的输出换算成生物体成分浓度的生物体成分浓度运算部；和

摄像信息检测部，该摄像信息检测部从由所述摄像元件得到的摄像信息中对鼓膜的摄像信息进行检测。

2.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括射出用于照射所述耳孔内的光的光源，

所述摄像元件对从所述光源射出并在所述耳孔内的所述生物体组织反射的光进行摄像。

3.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括对所述红外光进行分光的分光元件。

4.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括插入所述耳孔内的插入探测器，

所述插入探测器将从所述耳孔内的所述生物体组织放射的所述红外光导向所述红外线检测器。

5.如权利要求2所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括光分割元件，该光分割元件使在所述耳孔内的所述生物体组织反射的所述光和从所述耳孔内的所述生物体组织放射的所述红外光中的一方透过，使其他方反射。

6.(删除)

7.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

所述生物体成分浓度运算部根据由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息的量，对所述生物体成分的浓度进行补正。

8.如权利要求7所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

所述摄像信息检测部算出由所述摄像元件得到的摄像信息中的所述鼓膜的摄像信息的比例，

所述生物体成分浓度运算部用所述比例对所述生物体成分的浓度进行补正。

9.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括音源，该音源在由所述摄像信息检测部检测所述鼓膜的所述摄像信息期间输出声音，

根据由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息的量，从所述音源输出的声音的音量、频率和输出间隔中的至少一个发生变化。

10.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括警告输出部，在由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息的量在阈值以下的情况下，该警告输出部输出警告。

11.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括光路控制元件，该光路控制元件根据由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息，对光路进行控制，使得从所述鼓膜放射出的红外光有选择地透过。

12.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于，还包括：

显示由所述摄像元件得到的摄像信息的显示器；和

接收所述生物体成分浓度的测定开始的指示的指示接收部，其中，

所述显示器配置于，在所述插入探测器插入使用者的耳孔内的状态下所述使用者能够看到在所述显示器中显示的所述摄像信息的位置。

Claims (12)

1.一种生物体成分浓度测定装置，其特征在于，包括：

对从耳孔内的生物体组织放射出的红外光进行检测的红外线检测器；

对所述耳孔内的所述生物体组织进行摄像的摄像元件；和

将所述红外线检测器的输出换算成生物体成分浓度的生物体成分浓度运算部。

2.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括射出用于照射所述耳孔内的光的光源，

所述摄像元件对从所述光源射出并在所述耳孔内的所述生物体组织反射的光进行摄像。

3.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括对所述红外光进行分光的分光元件。

4.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括插入所述耳孔内的插入探测器，

所述插入探测器将从所述耳孔内的所述生物体组织放射的所述红外光导向所述红外线检测器。

5.如权利要求2所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括光分割元件，该光分割元件使在所述耳孔内的所述生物体组织反射的所述光和从所述耳孔内的所述生物体组织放射的所述红外光中的一方透过，使其他方反射。

6.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括摄像信息检测部，该摄像信息检测部从由所述摄像元件得到的摄像信息中对鼓膜的摄像信息进行检测。

7.如权利要求6所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

所述生物体成分浓度运算部根据由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息的量，对所述生物体成分的浓度进行补正。

8.如权利要求7所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

所述摄像信息检测部算出由所述摄像元件得到的摄像信息中的所述鼓膜的摄像信息的比例，

所述生物体成分浓度运算部用所述比例对所述生物体成分的浓度进行补正。

9.如权利要求6所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括音源，该音源在由所述摄像信息检测部检测所述鼓膜的所述摄像信息期间输出声音，

根据由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息的量，从所述音源输出的声音的音量、频率和输出间隔中的至少一个发生变化。

10.如权利要求6所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括警告输出部，在由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息的量在阈值以下的情况下，该警告输出部输出警告。

11.如权利要求6所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于：

还包括光路控制元件，该光路控制元件根据由所述摄像信息检测部检测出的所述鼓膜的摄像信息，对光路进行控制，使得从所述鼓膜放射出的红外光有选择地透过。

12.如权利要求1所述的生物体成分浓度测定装置，其特征在于，还包括：

显示由所述摄像元件得到的摄像信息的显示器；和

接收所述生物体成分浓度的测定开始的指示的指示接收部，其中，

所述显示器配置于，在所述插入探测器插入使用者的耳孔内的状态下所述使用者能够看到在所述显示器中显示的所述摄像信息的位置。

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