JP2013134243A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体の表面に対する傾きを判定することで、測定結果の再現性を高めることが可能な測定装置を提供する。
【解決手段】測定システム１は、測定した光強度が所定の範囲内にあるかどうかにより、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定する判定部２１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体の表面に対する傾きを判定することが可能な測定装置に関する。

従来、抗糖化（抗加齢）化粧品として、皮膚に蓄積したＡＧＥｓ（Advanced Glycation Endproducts；後期糖化反応生成物）の低減を目的としたものが商品化されている。このＡＧＥｓは、タンパク質と、糖質や脂質との非酵素的糖付加反応（メイラード反応）により形成される最終生成物であり、黄褐色を呈し、その一部は蛍光を発する物質である。また、ＡＧＥｓは、近くに存在する構造蛋白質と結合して架橋を形成する性質を有している。特にＡＧＥｓと真皮を構成しているコラーゲンとの架橋は、皮膚の弾力性を低下させるので、しわやくすみの原因としても問題となっている。

また、皮膚中にはＡＧＥｓ以外にも蛍光を示す物質があり、例えばヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等の蛍光物質がある。これらの物質を評価することはＡＧＥｓ以外の阻害要因を把握する目的や、その他美容・健康に影響する指針を得る為の情報を取得できるという観点から有用である。

この点、皮膚中のＡＧＥｓやその他の蛍光物質を測定することに適用可能な技術の一例として、たとえば、下記の特許文献１に開示された技術が存在する。

また、皮膚中に存在するＡＧＥｓやその他の蛍光物質に関しては、皮膚における特定の深さ領域に応じて異なる種類のものが存在するし、存在する量も異なる。

たとえば、表皮領域（表面〜深さ約０．２ｍｍ）中や真皮領域（深さ約０．２〜２．２ｍｍ）中にあるＡＧＥｓは、皮膚の弾力性を低下させたり、しわやくすみの原因となるので、美容上の観点から粗悪要因となっている。なお、この粗悪要因を解消する為の市販のクリーム等は、表皮や真皮中のＡＧＥsを減少させる方向に働く。

さらに、血管領域（深さ約２．２ｍｍ以下）中にもＡＧＥｓは存在する。そして、糖尿病の場合、血糖の上昇に伴い、ＡＧＥｓも増加するので、ＡＧＥｓをモニタリングすることで、糖尿病の早期発見、あるいは進行状況を把握することができる。なお、血液中のＡＧＥｓを低減する手段としては、糖尿病治療薬や機能性食品があるが、これらは直接的に血液中のＡＧＥｓ量を制御するものである。

このように、皮膚中の特定の深さ領域（表皮領域、真皮領域、血管領域）におけるＡＧＥｓ量を把握することは極めて有用である。

米国特許出願公開公報２００７−０００４９７２号

しかしながら、特許文献１に記載されるような従来技術には次のような問題がある。

一般に、生体の表面に対するプローブの傾きを安定させることは難しいため、生体の表面に対する励起光の照射角度も不安定になりがちである。そのため、照射角度が不安定になることで、蛍光を発する生体組織が正常であるか異常であるかという測定結果に正確性が欠け、測定結果そのものの信憑性を低下させるという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、生体の表面に対する傾きを判定し、それにより、測定結果の再現性を高めることが可能な測定装置を提供することにある。

励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部と、上記励起光の照射によって上記生体から生ずる蛍光を受光する蛍光受光部と、上記照射部の近傍に配置され、かつ、上記励起光が上記生体に対して照射されることによって生じる光を受光する傾き検出用受光部とを備えるプローブと、上記傾き検出用受光部が受光した光の光強度を測定する光強度測定部と、上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内にあるかどうかにより、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを判定する判定手段と、を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、判定手段は、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きの判定を、上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内にあるかどうかにより行う。つまり、上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内にあれば、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きが当該プローブによる生体情報の測定に好適な傾きであると判定する。そして、本発明に係る測定装置は、その判定結果から、上記生体の表面に対する傾きを安定させることができ、かつ、測定結果の再現性を高めることができる。

なお、上記所定の範囲は、例えば次にように規定することができる。プローブを生体の表面に垂直に当てた際に傾き検出用受光部が受光する光の光強度を複数の被験者からデータ採取しておき、その平均値を所定の範囲とする。これにより、新たに測定された光強度が上記所定の範囲（平均値）よりも高ければ、上記生体の表面に対する傾きが安定しているものと判定する。あるいは、上記所定の範囲を単に任意の光強度とすることもよく、上記所定の範囲は、種々のバリエーションで規定することができる。

また、本発明に係る測定装置では、上記プローブは、複数の上記傾き検出用受光部を備え、上記光強度測定部は、複数の上記傾き検出用受光部が受光した上記光強度それぞれを測定し、上記判定手段は、上記光強度測定部が測定した、複数の上記傾き検出用受光部に対応する上記光強度それぞれが上記所定の範囲内にあるかどうかにより、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きを判定する構成であってよい。

上記構成によれば、上記判定手段は、複数の上記傾き検出用受光部に対応する上記光強度それぞれが上記所定の範囲内にあるかどうかによって上記判定を行う。つまり、上記判定手段は、複数の上記傾き検出用受光部に対応する上記光強度すべてが上記所定の範囲内にあるかどうかにより上記判定を行うため、１つの傾き検出用受光部に対応する光強度に基づいて判定する場合に比べて、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きをより正確に判定することができる。

それゆえ、本発明に係る測定装置は、上記判定手段による判定結果に基づいて上記生体の表面に対する傾きをさらに安定させることができ、その結果、測定結果の再現性を高めることができる。

また、本発明に係る測定装置では、上記プローブは、複数の上記傾き検出用受光部を備え、上記光強度測定部は、複数の上記傾き検出用受光部が受光した光の光強度それぞれを測定し、上記判定手段は、上記光強度測定部が測定した、複数の上記傾き検出用受光部それぞれに対応する上記光強度のうちの少なくとも２つ以上の光強度の差分が所定の範囲内にあるかどうかにより、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きを判定する構成であってよい。

上記構成によれば、複数の上記傾き検出用受光部それぞれに対応する上記光強度のうちの少なくとも２つ以上の光強度の差分が所定の範囲内にあれば、複数の上記傾き検出用受光部それぞれに対応する上記光強度のばらつきが少なく、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きが当該プローブによる測定に好適であることを意味する。

それゆえ、本発明に係る測定装置は、上記判定手段による判定結果に基づいて上記生体の表面に対する傾きをさらに安定させることができ、その結果、測定結果の再現性を高めることができる。

また、本発明に係る測定装置では、複数の上記傾き検出用受光部はそれぞれ、上記照射部を中心として回転対称となるように配置されている構成であってよい。

上記構成によれば、上記判定手段は、最も距離が離れた傾き検出用受光部での光強度の差分が所定の範囲内にあるかどうかを判定することになる。それゆえ、上記生体の表面に対する傾きを当該プローブによる測定に最も好適にすることができる。

また、本発明に係る測定装置は、上記判定手段による判定結果を利用者に通知する通知部を備える構成であってよい。

上記構成によれば、通知部は、上記判定手段による判定結果、すなわち、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きが当該プローブによる測定に好適な傾きであるかどうかを利用者に通知することができる。

それゆえ、利用者は、その判定結果から、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きを容易かつ迅速に安定させることができる。

なお、通知部は、種々の形態で実現することができ、一例としてＬＥＤ表示、音声通知などを挙げることができる。

また、本発明に係る測定装置は、上記生体の表面に対して突起するとともに、先端から上記生体の表面に対して上記励起光を照射する突起部を備え、上記突起部は、上記励起光を上記生体の表面上に漏らすための粗表面を有し、上記傾き検出用受光部は、上記生体の表面上に漏れた上記励起光を受光する構成であってよい。

従来のプローブは、励起光を照射して生体の内部で蛍光を生じさせ、その蛍光を発している生体組織が正常であるか異常であるかを判定する。

これに対して、本発明に係る測定装置では、上記判定手段による判定結果を得るためには励起光を生体の表面に漏れさせればよい。また、上記生体の表面に対して突起するとともに、先端から上記生体の表面に対して上記励起光を照射する突起部であって、粗表面を有する突起部を備えることで、全方向に均等に励起光を漏らすことを可能とする。

これにより、判定手段は、生体の表面を漏れた上記励起光を上記傾き検出用受光部に受光させることで、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを判定することができる。

また、本発明に係る測定装置では、上記励起光は、紫外光であってよい。

上記構成によれば、本発明に係る測定装置は、紫外光を照射する励起光源を用いることができるため、より汎用性の高い測定装置を利用者に提供することができ、かつ、後期糖化反応生成物の測定に好適に用いることができる。

また、本発明に係る測定装置では、上記励起光は、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有する構成であってよい。

上記の構成により、本発明に係る測定装置は、特に後期糖化反応生成物の測定に好適に用いることができる。

また、本発明に係る測定装置は、上記判定手段による判定結果に基づいて、上記プローブによる生体情報の測定を行うかどうかを決定する決定手段を備える構成であってよい。

上記構成によれば、上記決定手段は、判定手段による判定結果を受けて、上記プローブによる測定を行うかどうかを決定する。

それゆえ、上記プローブの傾きが所定の範囲を超えた状態で測定し、誤った測定結果を得ることを防止することが可能となり、操作性に優れた測定装置を実現することができる。

また、本発明に係る測定装置は、上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内に含まれていない場合に、上記所定の範囲内に含まれるように上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを補正する補正手段を備える構成であってよい。

上記構成によれば、上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内に含まれていない場合には、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きが補正手段によって補正される。

それゆえ、利用者が意識することなく、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを補正することが可能となり、操作性に優れた測定装置を実現することができる。

また、本発明に係る測定装置は、上記励起光源とは異なる傾き検出用光源を備え、上記傾き検出用受光部は、上記傾き検出用光源から上記生体に対して照射されることによって生じる光を受光する構成であってよい。

上記構成によれば、本発明に係る測定装置は、生体の内部で蛍光を生じさせ、その蛍光を発している生体組織が正常であるか異常であるかを判定するために用いられる励起光源とは別に、傾き検出用光源を備える。これにより、本発明に係る測定装置は、１つは生体組織が正常であるか異常であるかを判定するための、もう１つは上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを判定するための２つの励起光源を、それぞれ独立して動作させることができる。

これにより、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを判定しつつ、同時に、生体組織が正常であるか異常であるかを判定することが可能となる。

それゆえ、本発明に係る測定装置は、上記生体の表面に対する傾きを安定させて、信頼性の高い測定結果を取得することができる。

本発明に係る測定装置は、生体の表面に対する傾きを判定し、それにより、測定結果の再現性を高めることが可能になるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る測定装置の構成図である。 プローブを説明するための図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は下面図を、（ｃ）はバンドルファイバーの下部詳細図である。 図２（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。 プローブの先端部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る測定装置の動作を説明するための図である。 ８つの傾き検出用受光部が受光した光の光強度を示す図である。 ４つの傾き検出用受光部が受光した光の光強度を示す他の図である。 傾き検出用受光部が漏れ光を受光する様子を説明するための図である。 傾き検出用受光部の配置パターンを説明するための図であり、（ａ）は、傾き検出用受光部４が２つ存在する構成を示す図であり、（ｂ）は、傾き検出用受光部４が３つ存在する構成を示す図であり、（ｃ）は、傾き検出用受光部４が４つ存在する構成を示す図であり、（ｄ）は、傾き検出用受光部４が５つ存在する構成を示す図であり、（ｅ）は、傾き検出用受光部４が８つ存在する構成を示す図であり、（ｆ）は、傾き検出用受光部４が１２個存在する構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る測定装置の構成図である。 プローブを説明するための図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は下面図を、（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る測定装置の構成図である。 プローブを説明するための図であり、（ａ）は下面図を、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る測定装置の構成図である。 プローブが傾き検出用光源を備える構成を説明する図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る測定装置の構成図である。 図１６の測定装置において、受光ファイバー内の光が分岐する様子を示す図である。 本発明に係る補正部の側面図である。 本発明に係る補正部の上面図である。 本発明に係る補正部を備えた据え置きタイプの皮膚状態測定装置を説明するための図であり、（ａ)は正面図を、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る測定システムについて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔測定システム１の構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る測定システム（測定装置）１の構成図である。

測定システム１は、生体に励起光を照射して、その生体が励起されて発する蛍光に関する分光特性に基づいて、蛍光を発している生体組織が正常であるか異常である等を判定、測定することが可能な装置である。例えば、測定システム１は、ＡＧＥｓ由来の蛍光を検出するためのものであり、ＡＧＥｓ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ Ｅｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓ；後期糖化反応生成物）を測定することができる。

測定システム１は、プローブ２、本体１０、および演算部２０を備える。プローブ２と本体１０とは、プローブ２に含まれる、励起側光ファイバー５、蛍光側光ファイバー６、およびリード線７によって接続されている。励起側光ファイバー５および蛍光側光ファイバー６はバンドルファイバー３内に差し込まれており、そのバンドルファイバー３は、円筒型のプローブ２の一端から他端までを貫通し、かつ、プローブ２に固定されている。また、本体１０と演算部２０との間で制御信号やデータ等の送受信が無線／有線で行われる。

（プローブ２）
プローブ２について図２、図３を用いて説明する。図２は、プローブ２を説明するための図であり、図２（ａ）は側面図を、図２（ｂ）は下面図を、図２（ｃ）はバンドルファイバー３の下部詳細図である。

プローブ２は、利用者が把持しやすい形状を有し、図２（ａ）〜図２（ｃ）では円筒形である。ただし、プローブ２の形状は、円筒形に限られず、例えば利用者が把持しやすい取手を有するなど種々の形態で実現されてよい。

図２（ａ）のプローブ２は、口径の異なる円筒部２ａ・２ｂを含む。円筒部２ｂは、プローブ２の先端側に形成されており、円筒部２ａよりも口径が小さい。ただし、口径の大小は、同図に示す構成に限られず、適宜決められてよい。

図２（ｂ）は、プローブ２の下面図である。下側から視ると、円筒部２ａの内側に円筒部２ｂが、円筒部２ｂの内側にバンドルファイバー３が配置されている。そして、円筒部２ａ、円筒部２ｂ、およびバンドルファイバー３は、中心点を同一とする円形で形成されている。ただし、円筒部２ａ、円筒部２ｂ、およびバンドルファイバー３の配置は、必ずしも同図に示す構成に限られず、適宜決められてよい。

図２（ｃ）は、バンドルファイバー３の下部詳細図である。図示するように、バンドルファイバー３の中心部に蛍光側光ファイバー６が配置されている。そして、蛍光側光ファイバー６の周囲に複数の励起側光ファイバー５が配置されている。複数の励起側光ファイバー５は、好ましくは、蛍光側光ファイバー６を中心として互いに回転対称となる位置に配置されている。

さらに、図２（ｂ）に示すように、励起側光ファイバー５の近傍に配置され、かつ、励起光が生体２００に対して照射されることによって生じる光を受光する複数の傾き検出用受光部４が円筒部２ｂに配置されている。複数の傾き検出用受光部４は、好ましくは、蛍光側光ファイバー６（または、バンドルファイバー３を励起光の照射部と見なしたときの照射部）を中心として回転対称となる位置に配置されている。

傾き検出用受光部４は、励起光が生体２００に照射されることによって生じる光を受光するものであり、受光した光を電気信号に変換する。例えば、傾き検出用受光部４は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、またはフォトサイリスタ等である。なお、傾き検出用受光部４の数量、配置については図９を用いて説明する。

図３は、図２（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。同図では傾き検出用受光部を傾き検出用受光部４ａ・４ｂとして示している。傾き検出用受光部４ａ・４ｂにはリード線７が接続され、そのリード線７は、本体１０（より詳しくは、Ａ−Ｄ変換部１３）に接続される。

なお、図３では、円筒部２ｂの先端部（図面下側）に、当該先端部を保護するための保護プラスチック板８が取り付けられている。ただし、円筒部２ｂの先端部は、保護プラスチック板８を必ずしも備えている必要はない。さらに、円筒部２ｂの先端部には、保護プラスチック板８ではなく、その全面または一部に、迷光をカットするための光学フィルタが取り付けられてもよい。

（傾き検出用受光部４について）
傾き検出用受光部４の詳細を図４により説明する。図４は、プローブ２の先端部の断面図である。

同図では、プローブ２は、接触面２５０において生体２００と接触している。また、励起光が、励起側光ファイバー５ａおよび励起側光ファイバー５ｂから生体２００に照射される。

傾き検出用受光部４は、励起光が生体２００内を散乱・伝播して生体２００から出射した光、および／または、励起光が照射されることによって生体２００の内部で発生した蛍光を受光する。したがって、傾き検出用受光部４は、それら光を受光することが可能な位置に配置される。図中では、励起光照射範囲をＬ１、励起光の散乱範囲をＬ２で示しており、傾き検出用受光部４は、Ｌ２領域に含まれる位置に配置される。

より具体的に傾き検出用受光部４の配置について説明する。傾き検出用受光部４は、数十ｐＷオーダーの光を検出することが可能であり、例えば、浜松ホトニクス（株）製Ｓ１３３６シリーズが用いられる。また、皮膚内部は、３５〜５０ｃｍ^−１の吸収係数がある。従って、例えば出力１００ｍＷの励起光源を用いた場合、（ｌｎ（１０ｐＷ／１００ｍＷ））／５０ｃｍ^−１＝７．３ｍｍとなることから、傾き検出用受光部４は、励起光照射領域Ｌ１から８ｍｍ以内の位置に配置することが望ましい。また、発明者らは、傾き検出用受光部４が励起光照射領域Ｌ１から１ｍｍ以上外側に配置されることが好ましいことを見出した。傾き検出用受光部４が励起光照射領域Ｌ１から１ｍｍ以内になると、プローブ２の傾き許容度が大きくなるためである。したがって、傾き検出用受光部４は、励起光照射領域Ｌ１から１ｍｍ以上８ｍｍ以内に配置することが好ましいと言える。

さらに、傾き検出用受光部４は、１０μｍ角〜１０ｍｍ角のサイズとすることが望ましい。１０μｍ未満であると、光量が小さくなり光を検出することができなくなり、１０ｍｍよりも大きいと、傾きの許容度が大きくなるためである。

（本体１０）
図１に示すように、本体１０は、光源１１と、分光器１２と、ＡＤ変換器（光強度測定部）１３とを備える。

（光源１１）
光源１１は、測定対象部に照射する励起光を生成する光源である。光源１１から出射された励起光は、励起側光ファイバー５を通して生体２００に照射される。

この励起光は、例えばＡＧＥｓ由来の蛍光を検出するためのものであり、ＡＧＥｓ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ Ｅｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓ；後期糖化反応生成物）を測定するために適した波長範囲を有している。光源１１として用いられる光源の種類としては、ハロゲンやキセノン光源のような管球タイプのものや、ＬＥＤ、ＬＤ等が利用可能である。

ＡＧＥｓはタンパク質の非酵素的糖付加反応（メイラード反応）により形成される最終生成物であり、黄褐色を呈し、蛍光を発する物質であって、近くに存在する蛋白と結合して架橋を形成する性質を有している。

このＡＧＥｓは、血管壁に沈着、侵入したり、免疫システムの一部を担うマクロファージに作用してたんぱく質の一種であるサイトカインを放出させ、炎症を引き起こしたりして、動脈硬化を発症させると言われている。

なかでも、アルデヒド類物質由来のＡＧＥｓは糖尿病合併症における病変部位に特に多く蓄積していることが確認されており、合併症進行における重要な成分として提唱されている。このような、生物学的毒性をもつＡＧＥｓは特にＴＡＧＥ（ｔｏｘｉｃ ＡＧＥｓ）とも呼ばれることがある。

ＡＧＥｓには、現在構造が明らかになったものだけでも２０ほどの種類があり、その中で励起光を照射すると蛍光を発するものがいくつかある。表１にその例を示す。

表１において、ＣＬＦ（ｃｏｌｌａｇｅｎ−ｌｉｎｋｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）は、コラーゲンと結合したＡＧＥｓからの蛍光であり、総ＡＧＥｓ生産およびこれに付随するコラーゲン架橋の一般的な尺度として用いられる。

ペントシジンおよびべスパーリジンはＡＧＥｓの代表的な例である。ペントシジンはペントースと等モルのリジンとアルギニンとが架橋した構造を有し、酸加水分解後に安定な蛍光性物質である。このペントシジンは、特に糖尿病の発症や末期の腎症において増加することが報告されている。ベスパーリジンはＡＧＥ化ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を酸加水分解した後、主要な蛍光性物質として単離され、２分子のリジンを架橋した構造を有している。

表１から分かるように、光源１１の波長としては、３７０ｎｍまたはその近傍の波長（紫外光）が最も適している。ＡＧＥｓの種類によって適応する励起光の幅としては、ＵＶＡの領域である３１５〜４００ｎｍから可視光の領域である３１５〜６００ｎｍのものが適している。

（分光器１２）
分光器１２は、生体２００に励起光が照射されることによって生体２００の内部で発生した蛍光を、蛍光側光ファイバー６を通して受光し、その蛍光の波長および波長ごとの強度を測定する。すなわち、分光器１２は、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを測定する。そして、分光器１２は、その測定結果を演算部２０に出力する。分光器１２としては、プリズム分光器、回折格子を利用する格子分光器、または干渉縞を利用する干渉分光器等が利用可能である。

蛍光は励起光よりも波長が長いため、分光器１２としては、３５０〜５００ｎｍの範囲の光が検出できるものであれば好適であるが、蛍光についても、ＡＧＥｓの種類によって検出される波長に幅があるため、３２０〜９００ｎｍの範囲が検出できるものであれば利用可能である。ただし、分光器１２は、上述した波長範囲の蛍光に限らず、他の波長範囲の蛍光を受光するものであってもよい。

（ＡＤ変換器１３）
ＡＤ変換器１３は、傾き検出用受光部４において変換されたアナログの電気信号を、リード線７を通して受信し、そのアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、ＡＤ変換器１３は、変換したデジタル信号を演算部２０に出力する。ＡＤ変換器１３は、傾き検出用受光部４が複数存在するときは、その複数の傾き検出用受光部４それぞれについて変換したデジタル信号を演算部２０に出力する。ＡＤ変換器１３としては、例えばデジタルマルチメータ等の電圧測定器を用いることができる。なお、ＡＤ変換器１３は、本体１０に組み込まれているが、演算部２０に組み込まれる構成で実現されてもよい。

〔測定システム１の動作説明〕
次に、測定システム１の動作を図５により説明する。図５は、測定システム１の動作を説明するための図である。なお、以下では演算部２０についても説明する。

まず、光源１１から生体２００に対して、励起側光ファイバー５を介して励起光が照射される。そして、傾き検出用受光部４が、励起光が生体２００内を散乱・伝播して生体２００から出射した光、および／または、生体２００の内部で発生した蛍光を受光し、その光を電気信号に変換する。ＡＤ変換器１３は、傾き検出用受光部４において変換されたアナログの電気信号をリード線７を通して受信し、そのアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、ＡＤ変換器１３は、変換したデジタル信号を演算部２０に出力する。

（演算部２０）
次に、演算部２０について説明する。図５に示すように、演算部２０は、判定部（判定手段）２１、制御回路部（決定手段）２２、および表示部（通知部）２３を備える。

判定部２１は、ＡＤ変換器１３から、傾き検出用受光部４が受光した光の光強度を示すデジタル信号を受信する。そして、その光強度が所定の範囲内にあるかどうかに基づいて、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定する（詳細は、図６、図７を用いて後述）。つまり、プローブ２が生体２００の表面（皮膚表面）に対して傾くと、複数の傾き検出用受光部４の間で光検出量が不均一になる。この性質を利用して、判定部２１は、プローブ２が生体２００の表面に対して傾いているかどうかを判定する。そして、判定部２１は、その判定結果を、制御回路部２２および表示部２３に出力する。

制御回路部２２は、判定部２１から、判定部２１による判定結果を取得する。そして、制御回路部２２は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適なときに、分光器１２に対して制御信号を送信する。この制御信号を受けて、分光器１２は、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたかを示す測定結果を制御回路部２２に出力する。そして、制御回路部２２は、分光器１２から取得した上記測定結果を表示部２３に表示させる。

表示部２３は、上述したように、制御回路部２２から取得した上記測定結果を表示する。また、表示部２３は、判定部２１から、判定部２１による判定結果を取得して、その判定結果を表示する。

一方、判定部２１による判定結果が、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適ではない場合には、表示部２３はその旨を表示する。これにより、表示部２３は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きの状態を利用者にフィードバックすることができる。

表示部２３は、種々の形態で実現することができる。例えば、プローブ２の模式図がディスプレイに表示され、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適でなければ、プローブ２が傾いていることを示す表示がなされる。あるいは、表示部２３は、判定部２１による判定結果を音声でユーザに案内してもよく、一例として、「プローブをＡ方向に少し傾けてください」という音声案内が考えられる。

なお、表示部２３は、演算部２０ではなく、プローブ２に含まれる構成で実現されてもよい。その場合、表示部２３は、例えばプローブ２の側面を取り巻くようにＬＥＤを配置し、傾いている側のＬＥＤが点灯する、という構成で実現される。

また、表示部２３は、判定部２１による判定結果と分光器１２による測定結果とを別々のディスプレイに表示する構成で実現することもできる。

（判定部２１による判定方法）
上述したように、判定部２１は、ＡＤ変換器１３から、傾き検出用受光部４が受光した光の光強度を示すデジタル信号を受信する。そして、判定部２１は、そのデジタル信号によって示される光強度が所定の範囲内にあるかどうかにより、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定する。以下、その判定方法の詳細を、図６、図７を用いて説明する。

図６は、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈが受光した光の光強度を示す図である。この例では、傾き検出用受光部４ａの光強度が最も高く、したがって、傾き検出用受光部４ａが生体２００に最も近い距離に位置することを示す。一方、傾き検出用受光部４ｅの光強度が最も低く、したがって、傾き検出用受光部４ａが生体２００に最も遠い距離に位置することを示す。なお、図中の２つの破線で挟まれる領域は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適であることを示す許容領域を示す。

このとき、判定部２１は、例えば次の３つの判定方法のうちの何れかの方法によって、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きが、プローブ２による測定に好適であると判定する。
（判定方法１）判定部２１は、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈによって受光された光の光強度すべてが許容領域に含まれる場合に、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きが、プローブ２による測定に好適であると判定する。
（判定方法２）判定部２１は、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈが受光した光の光強度の互いの差分が所定の範囲にある場合にのみ、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きが、プローブ２による測定に好適であると判定する。
（判定方法３）判定部２１は、対向する傾き検出用受光部の間の光強度の差分が所定の範囲にある場合にのみ、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きが、プローブ２による測定に好適であると判定する。

例えば、判定部２１が判定方法１による判定を行う場合を考える。このとき、図６の例では、傾き検出用受光部４ａ、傾き検出用受光部４ｂ、および傾き検出用受光部４ｈのみが許容領域に含まれている。従って、判定部２１は、傾き検出用受光部４ｃ、傾き検出用受光部４ｄ、傾き検出用受光部４ｅ、傾き検出用受光部４ｆ、および傾き検出用受光部４ｇによって受光された光の光強度が許容領域に含まれていないため、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きは、プローブ２による測定に好適ではないと判定する。

ここで、図７は、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈが受光した光の光強度を示す他の例であり、この図では、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈによって受光された光の光強度すべてが許容領域に含まれている。したがって、この図７の例においては、判定部２１は、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈによって受光された光の光強度すべてが許容領域に含まれるため、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きは、プローブ２による測定に好適であると判定する。

なお、図６、図７における許容領域は、利用者に共通する領域として設定してもよいし、あるいは、利用者ごとに異なる領域として設定してもよい。これにより、判定部２１による判定結果をより柔軟に調整することができる。例えば、プローブ２が生体２００の表面に対してほぼ垂直な場合にのみ、プローブ２による測定を行うという設定にもすることができる。

次に、判定部２１が判定方法２によって判定する場合を説明する。この判定方法では、判定部２１は、傾き検出用受光部４ａ〜傾き検出用受光部４ｈが受光した光の光強度の互いの差分が所定の範囲にあるかどうかを判定する。この判定方法では、判定部２１は、すべての傾き検出用受光部間の光強度の差分が所定の範囲にあるかどうかを判定するため、判定方法１、３よりも演算量が多くなる。しかしながら、任意に抽出された２つの傾き検出用受光部の光強度の差分が１つでも所定の範囲に含まれていないものがあれば、判定部２１は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きが、プローブ２による測定に好適ではないと判定する。したがって、判定方法２では、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定方法１よりも厳しく判定することもできる。

なお、所定の範囲は、利用者に共通する範囲として設定してもよいし、あるいは、利用者ごとに異なる範囲として設定してもよい。これにより、判定部２１による判定結果をより柔軟に調整することができる。このことは、後述する判定方法３においても同様である。

次に、判定部２１が判定方法３により判定する場合を説明する。この判定方法では、判定部２１は、例えば図６の場合においては、対向する傾き検出用受光部間の光強度の差分が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。図６の例では、例えば傾き検出用受光部４ａと傾き検出用受光部４ｅとが対向する位置関係にあるため、判定部２１は、傾き検出用受光部４ａと傾き検出用受光部４ｅとの間の光強度の差分が所定の範囲にあるかどうかを判定する。このとき、判定部２１は、他の対向する傾き検出用受光部（例えば、傾き検出用受光部４ｂと傾き検出用受光部４ｆなど）間の光強度の差分についても、その差分が所定の範囲にあるかどうかを判定する。そして、判定部２１は、対向する傾き検出用受光部の間の光強度の差分が所定の範囲にある場合にのみ、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きが、プローブ２による測定に好適であると判定する。

このようにして、判定部２１は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定することができる。なお、判定部２１は上述した方法とは異なる方法で判定してもよく、上記３つの判定方法は、判定部２１による判定方法の一例である。

〔突起部３０〕
これまで、傾き検出用受光部４は、励起光が生体２００内を散乱・伝播して生体２００から出射した光、および／または、生体２００の内部で発生した蛍光を受光するものと説明した。しかしながら、傾き検出用受光部４は、生体２００の表面を漏れる光を受光してもよく、そのことを図８により説明する。

図８は、傾き検出用受光部が漏れ光を受光する様子を説明するための図である。図示するように、
プローブ２の円筒部２ｂの中心部にはバンドルファイバー３が設けられ、そのバンドルファイバー３内に差し込まれた励起側光ファイバー５（不図示）から生体２００に対して励起光が照射される。このとき、円筒部２ｂは、生体２００に対して突起する突起部３０を備える。突起部３０は、励起光が照射される励起側光ファイバー５の先端部を頂点とする均等な曲面を形成しつつ、生体２００に対して突起（隆起）している。その突起部３０の生体２００側の表面は粗さＲａ＝１０μｍ〜１ｍｍの粗表面となっており、その粗表面によって、励起側光ファイバー５の先端部から出射された励起光が概ね全方位に均等に漏れる。

これにより、傾き検出用受光部４は、図示するように、励起光が生体２００内を散乱・伝播して生体２００から出射した光、および／または、生体２００の内部で発生した蛍光（纏めて、光３５と称する）および漏れ光３６を受光する。そして、傾き検出用受光部４は、光３５および漏れ光３６を受光して、受光した光を電気信号に変換する。

このように、測定システム１では、判定部２１による判定結果を得るためには励起光を生体２００の表面に漏れさせればよく、必ずしも生体２００の内部にまで侵入させる必要はない。そして、励起光を生体２００の表面に漏れさせるには、生体２００の表面に対して突起するとともに、先端から生体２００の表面に対して励起光を照射する、粗表面を有する突起部３０を備える構成とすればよい。

ここで、Ｒａ値は、波長に近づくほど低くなると光が漏れにくくなる。また、Ｒａ値は、傾き検出用受光部４のサイズに近づくほど高くなると光の均等性が失われる。そのため、突起部３０の表面粗さは、１０μｍ〜１ｍｍとすることが好ましいことを発明者らは見出した。

なお、上記構成に限られず、励起側光ファイバー５の先端部を中心として半径外側方向の傾き検出用受光部４が配置された方向に均等に光が漏れる構造であれば、他の構造を採用することも可能である。

また、円筒部２ａの外端面から生体２００の方向に向かって、傾き検出用受光部４に周囲の迷光が入らないように円筒部２ｂを囲う遮光部３１を設けてもよい。これにより、傾き検出用受光部４には周囲の迷光が入射しなくなるため、判定部２１は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きをより正確に判定することができる。

〔受光手段の配置パターン〕
次に、傾き検出用受光部４の配置を図９により説明する。図９は、傾き検出用受光部４の配置パターンを説明するための図である。このうち、図９（ａ）は、傾き検出用受光部４が２つ存在する構成を示す図である。図９（ｂ）は、傾き検出用受光部４が３つ存在する構成を示す図である。図９（ｃ）は、傾き検出用受光部４が４つ存在する構成を示す図である。図９（ｄ）は、傾き検出用受光部４が５つ存在する構成を示す図である。図９（ｅ）は、傾き検出用受光部４が８つ存在する構成を示す図である。図９（ｆ）は、傾き検出用受光部４が１２個存在する構成を示す図である。

これらの図に記載するように、プローブ２は、１または複数の傾き検出用受光部を備える構成で実現することができる。なお、傾き検出用受光部４が複数存在する場合には、傾き検出用受光部はそれぞれ、蛍光側光ファイバー６を中心として回転対称な位置に配置されていることが好ましい。これにより、蛍光側光ファイバー６を挟んで対向する傾き検出用受光部間の光強度の差分を取ることができるため、プローブ２の生体２００に対する傾きをより正確に判定することができる。

あるいは、例えば傾き検出用受光部４の数量が奇数（例えば、３つ、５つなど）であるときは、傾き検出用受光部４はそれぞれ等間隔に配置されることが好ましい。例えば、傾き検出用受光部４が３つ存在するときは１２０度ずつの間隔を設け、傾き検出用受光部４が５つ存在するときは７２度ずつの間隔を設ける。このように均等間隔に傾き検出用受光部４を配置することで、判定部２１による判定結果に高い信頼性をもたらすことができる。

ここで、図９（ｇ）は、傾き検出用受光部４が１つのみ存在する構成を示す。この構成においては、例えば、プローブ２を生体２００の表面に垂直に当てた際に傾き検出用受光部４が受光する光の光強度を複数の被験者からデータ採取しておき、その平均値を所定の範囲とする。これにより、新たに測定された光強度が上記所定の範囲（平均値）よりも高ければ、判定部２１は、生体２００の表面に対する傾きが安定しているものと判定する。ただし、上記所定の範囲を単に任意の光強度としてもよく、上記所定の範囲は、種々のバリエーションで規定することができる。

このように、図９（ｇ）に示す傾き検出用受光部４が１つのみ存在する場合においても、測定システム１は、判定部２１による判定結果に基づいて生体２００の表面に対する傾きを、プローブ２による測定に好適にすることができ、それにより、測定結果の再現性も高めることができる。

なお、図９に記載した傾き検出用受光部４の数量、配置パターンはあくまで一例であって、他の数量、配置パターンとすることも当然に可能である。

最後に、図１では、測定システム１は、プローブ２、本体１０、および演算部２０を備えるものと説明した。しかしながら、測定システム１は、プローブ２の内部に、本体１０および演算部２０の全部または一部を備える構成で実現することも可能である。このことは、後述する各実施例においても同様である。同様に、本体１０の全部または一部が、演算部２０に含まれる構成で実現されてもよい。

〔他の実施例〕
次に、本発明に係る他の実施例である測定システム７０を図１０等により説明する。図１０は、測定システム７０の構成図である。なお、図１等で説明した内容と同じ内容についての説明は繰り返さない。

測定システム７０は、プローブ２、本体７２、および演算部２０を備える。プローブ２および本体７２は、プローブ２に含まれる、励起側光ファイバー５、蛍光側光ファイバー６、および受光ファイバー９により接続されている。また、本体７２と演算部２０との間で制御信号やデータ等の送受信が無線／有線で行われる。

（受光ファイバー９）
ここで、プローブ２および受光ファイバー９について図１１を用いて説明する。図１１は、プローブ２を説明するための図であり、図１１（ａ）は側面図を、図１１（ｂ）は下面図を、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。

図１１（ａ）のプローブ２は、口径の異なる円筒部２ａ・２ｂからなる。円筒部２ｂは、プローブ２の先端側に形成されており、円筒部２ａよりも口径が小さい。

図１１（ｂ）に示すように、下側から視ると、円筒部２ａの内側に円筒部２ｂが、円筒部２ｂの内側にバンドルファイバー３が配置されている。そして、円筒部２ａ、円筒部２ｂ、およびバンドルファイバー３は、中心点を同一とする円形で形成されている。

バンドルファイバー３の中心部には蛍光側光ファイバー６が配置されている。そして、蛍光側光ファイバー６の周囲に複数の励起側光ファイバー５が配置されている（不図示）。複数の励起側光ファイバー５は、好ましくは、蛍光側光ファイバー６を中心として互いに回転対称となる位置に配置されている。

さらに、図１１（ｂ）に示すように、バンドルファイバー３の近傍に配置され、かつ、励起光が生体２００に対して照射されることによって生じる光を受光する複数の受光ファイバー９が設けられている。複数の受光ファイバー９は、好ましくは、蛍光側光ファイバー６を中心として回転対称となる位置に円筒部２ｂに配置されている。

受光ファイバー９は、励起光が生体２００に照射されることによって生じる光を受光するものであり、受光した光の波長域に対する透過率が高い石英ガラス又はプラスチックから形成されている。そして、受光ファイバー９の一端に入射した光は、受光ファイバー９内を伝わって、本体７２の光電気信号変換部１７に入射する。図１１（ｃ）には受光ファイバーとして受光ファイバー９ａ・９ｂを示す。その受光ファイバー９ａ・９ｂは、バンドルファイバー３内に束ねて差し込まれている。

（本体７２）
図１０に示すように、本体７２は、光源１１、光学フィルタ１４、光電気信号変換部１５、ＡＤ変換器１６、光電気信号変換部１７、およびＡＤ変換器１８を備える。

光学フィルタ１４、光電気信号変換部１５、およびＡＤ変換器１６は、図１の分光器１２の代わりに用いられうる。

具体的に、光学フィルタ１４は、生体２００に励起光が照射されることによって生体２００の内部で発生した蛍光を、蛍光側光ファイバー６を通して受光する。このとき、光学フィルタ１４は、特定波長の蛍光のみを選択的に透過させ、励起光や迷光をカットする。

次に、光学フィルタ１４を透過した特定波長の蛍光は光電気信号変換部１５に入る。光電気信号変換部１５は、その特定波長の蛍光を電気信号に変換し、そのアナログの電気信号をＡＤ変換器１６に出力する。ＡＤ変換器１６は、光電気信号変換部１５において変換されたアナログの電気信号をデジタル信号に変換する。そして、ＡＤ変換器１６は、変換したデジタル信号を演算部２０に出力する。

このようにして、光学フィルタ１４、光電気信号変換部１５、およびＡＤ変換器１６を、図１の分光器１２の代わりに用いることができる。

光電気信号変換部１７は、受光ファイバー９に入射した光を受光し、その受光した光を電気信号に変換する。次に、ＡＤ変換器１８は、光電気信号変換部１７において変換されたアナログの電気信号をデジタル信号に変換する。そして、ＡＤ変換器１８は、変換したデジタル信号を演算部２０に出力する。

このようにして、測定システム７０は、図１の傾き検出用受光部４およびＡＤ変換器１３の代わりに、受光ファイバー９、光電気信号変換部１７およびＡＤ変換器１８を用いることができる。

そして、測定システム７０は、傾き検出用受光部４を受光ファイバー９に代えることで、プローブ２の先端部から電子部品（傾き検出用受光部）をなくすことができ、プローブ２の先端部の小型化および低コスト化を実現することができる。

〔他の実施例〕
次に、本発明に係る他の実施例である測定システム８０を図１２等により説明する。図１２は、測定システム８０の構成図である。なお、図１等で説明した内容と同じ内容についての説明は繰り返さない。

測定システム８０は、プローブ２、本体８１、および演算部２０を備える。プローブ２と本体８１とは、プローブ２に含まれる、励起側光ファイバー５、蛍光側光ファイバー６ａ〜６ｈによって接続されている。本体８１と演算部２０との間で制御信号やデータ等の送受信が無線／有線で行われる。

（蛍光側光ファイバー６）
ここで、プローブ２および蛍光側光ファイバー６ａ〜６ｈについて図１３を用いて説明する。図１３は、プローブ２を説明するための図であり、図１３（ａ）は下面図を、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

図１３（ｂ）に示すように、下側から視ると、円筒部２ａの内側に円筒部２ｂが、円筒部２ｂの内側に励起側光ファイバー５が配置されている。その円筒部２ａ、円筒部２ｂ、および励起側光ファイバー５は、中心点を同一とする円状で形成されている。そして、励起側光ファイバー５の周囲に複数の蛍光側光ファイバー６が配置されている。複数の蛍光側光ファイバー６は、好ましくは、励起側光ファイバー５を中心として互いに回転対称となる位置に配置されている。

（本体８１）
図１２に示すように、本体８１は、光源１１と、分光器８２ａ〜８２ｈを備える。分光器８２ａ〜８２ｈはそれぞれ、蛍光側光ファイバー６ａ〜６ｈと接続している。すなわち、分光器８２ａ〜８２ｈはそれぞれ、生体２００に励起光が照射されることによって生体２００の内部で発生した蛍光を、蛍光側光ファイバー６ａ〜６ｈを通して受光し、その蛍光の波長および波長ごとの強度を測定する。そして、分光器８２ａ〜８２ｈは、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを測定し、その測定結果を演算部２０に出力する。つまり、測定システム８０では、蛍光側光ファイバー６ａ〜６ｈおよび分光器８２ａ〜８２ｈが、測定システム１における傾き検出用受光部４およびＡＤ変換器１３の役割を兼ねる。

なお、分光器８２ａ〜８２ｈを、図１０に記載の光学フィルタ１４、光電気信号変換部１５、およびＡＤ変換器１６に代えてもよい。光学フィルタ１４、光電気信号変換部１５、およびＡＤ変換器１６の構成は、透過させる波長が特定されているのであれば、廉価であり、かつ、小型化することができるため、その点で分光器よりも利点を有する。

〔他の実施例〕
次に、本発明に係る他の実施例である測定システム９０を図１４等により説明する。図１４は、測定システム９０の構成図である。なお、図１等で説明した内容と同じ内容についての説明は繰り返さない。

測定システム９０は、プローブ２、本体９１、および演算部２０を備える。このうち、本体９１は、光源１１、傾き検出用光源９２、分光器１２、およびＡＤ変換器１３を備える。

傾き検出用光源９２は、例えば赤外領域の波長の光を出射する。そして、傾き検出用受光部４は、赤外領域の光を選択的に受光する。この構成によれば、傾き検出用光源９２は、光源１１とは別個に設けられ、光源１１から独立して使用される。これにより、測定システム９０は、皮膚内部のＡＧＥｓ濃度分布の影響を受けることなくプローブ２の生体２００に対する傾き検出を行えるため、傾き検出精度を高めることができる。また、傾き検出用光源９２から出射される光の波長を赤外光とすることで、外乱光の影響を小さくできるため、この点でも測定システム９０の傾き検出精度を高めることができる。

なお、図１４は、傾き検出用光源９２から出射される光と光源１１から出射される光とをハーフミラー（不図示）で合波して励起側光ファイバー５を通して生体２００に照射する構成を記載している。しかしながら、傾き検出用光源９２から出射される光と光源１１から出射される光とを合波する必要は必ずしもなく、傾き検出用光源９２から出射される光を導光するファイバーを別途設けてよい。さらに、傾き検出用光源９２をプローブ２側に設けてもよい。

ここで、プローブ２が傾き検出用光源９２を備える構成を図１５により説明する。図１５は、プローブ２が傾き検出用光源９２を備える構成を説明する図である。なお、図８等で説明した内容と同じ内容についての説明は繰り返さない。

図示するように、プローブ２は、ＬＥＤ等で構成された傾き検出用光源９２を備える。傾き検出用光源９２から出射された光は、バンドルファイバー３を基点とした外周方向に均等に放射される。そして、傾き検出用受光部４は、傾き検出用光源９２から出射され、生体２００の表面で散乱された光３５や生体２００の表面を漏れた光３６を受光する。

このように、測定システム９０は、光源１１とは別に傾き検出用光源９２を備えることによっても、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定することもでき、これにより、傾き検出精度を高めることもできる。

〔他の実施例〕
次に、本発明に係る他の実施例である測定システム９９を図１６等により説明する。図１６は、測定システム９９の構成図である。なお、図１等で説明した内容と同じ内容についての説明は繰り返さない。

測定システム９９は、プローブ２、本体９３、および演算部２０を備える。このうち、本体９３は、光源１１、傾き検出用光源９２、分光器１２、光電気信号変換部９４、およびＡＤ変換器１３を備える。なお、本実施例においては、受光ファイバー９が蛍光側光ファイバー６の役割も兼ね備えている。

測定システム９９では、受光ファイバー９の一端に入射した光は、受光ファイバー９内を伝わって、分光器１２および光電気信号変換部９４に入射する。つまり、測定システム９９では、受光ファイバー９内を伝わった光は、途中で分岐して、分光器１２および光電気信号変換部９４に入射する。この詳細を図１７により説明する。

図１７は、測定システム９９において、受光ファイバー９内の光が分岐する様子を示す図である。図示するように、測定システム９９には、光電気信号変換部９４としてのフォトダイオード９４ａ〜９４ｄ、コリメートレンズ９６、ビームスプリッター９７、および集光レンズ９８が含まれる。

測定システム９９では、受光ファイバー９から出射された光が対物レンズ９６に入射し、コリメートレンズ９６は、入射した光を平行光にする。そして、その平行光はビームスプリッター９７に入射する。なお、入射した光を平行光にするのであれば、コリメートレンズ９６は、例えばフレネルレンズ等で代替されてもよい。

ビームスプリッター９７は、光束を二つ（場合によってはそれ以上）に分割する装置であり、ビームスプリッター９７に入射した光の一部はフォトダイオード９４ａ〜９４ｄに向かって反射し、一部は、集光レンズ９８を介して分光器１２へ透過する。なお、ビームスプリッター９７は、ハーフミラーであってもよい。

フォトダイオード９４ａ〜９４ｄは、傾き検出用光源９２から出射され、傾き検出用受光部４によって受光した生体２００の表面で散乱された光３５や生体２００の表面を漏れた光３６を検知する。このとき、例えばフォトダイオード９４ａ〜９４ｄは、図１７に示すように、ビームスプリッター９７に対して均等に光が入射するように配置される。そして、フォトダイオード９４ａ〜９４ｄは、入射した光をアナログの電気信号に変換し、そのアナログ信号をＡＤ変換器１３に出力する。

ＡＤ変換器１３は、フォトダイオード９４ａ〜９４ｄから取得したアナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を演算部２０に出力する。演算部２０（判定部２１）は、フォトダイオード９４ａ〜９４ｄに入射した光量の差分が互いに所定の範囲内にあるかに基づいて、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定する。

そして、分光器１２は、判定部２１の判定結果を受けて、生体２００に励起光が照射されることによって生体２００の内部で発生した蛍光を、励起側光ファイバー５を通して受光し、その蛍光の波長および波長ごとの強度を測定する。なお、分光器１２へ入射する光は、受光ファイバー９から出射し、かつビームスプリッター９７を透過した光が集光レンズ９８で集光された光である。

このように、測定システム９９は、光源１１とは別に傾き検出用光源９２を備え、かつ、受光ファイバー９から出射される光と同軸上に分光器１２を配置する構成で実現されうる。そして、その構成においても、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを判定することもでき、これにより、傾き検出精度を高めることもできる。

なお、フォトダイオードは、１または任意の複数の数量であってよく、図１７の４つはあくまで一例である。また、フォトダイオードは、フォトトランジスタ、またはフォトサイリスタ等であってもよい。

また、本実施例は、受光ファイバー９を導波した反射光の光分布形状を検出するシステムの一例であり、上記構成に限定されない。また、励起側光ファイバー５から皮膚表面に照射された反射光が、励起側光ファイバー５に再度入射した光の分布形状を検出するシステムであってもよい。

〔可動部〕
次に、判定部２１によって判定されたプローブ２の生体２００の表面に対する傾きが所定の範囲内に含まれていない場合に、その傾きを補正する補正部（補正手段）１００について図１８等を用いて説明する。

図１８は、補正部１００の側面図である。また、図１９は、補正部１００の上面図である。図示するように、補正部１００は、Ｘ方向可動部１０２、Ｘ方向回転軸１０４、Ｘ軸回転アクチュエータ１０６、Ｙ方向可動部１０８、Ｙ方向回転軸１１０、およびＹ軸回転アクチュエータ１１２を備える。なお、図１８において、図面左右方向をＸ軸、図面上下方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸と直行する方向をＹ軸と規定しており、図１９では図面左右方向をＸ軸、図面上下方向をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸と直行する方向をＺ軸と規定している。また、接触平面１２０は、補正部１００が生体２００と接触する平面を表す。

補正部１００の中心部にはバンドルファイバー３が貫通しており、バンドルファイバー３の励起光出射部は、接触平面１２０に重なるように位置決めされている。

補正部１００は、Ｘ軸回転アクチュエータ１０６が作動することによってＸ方向回転軸１０４が回転し、そのＸ方向回転軸１０４の回転によってＸ方向可動部１０２がＸ軸方向へ移動するように構成されている。したがって、Ｘ方向可動部１０２内にバンドルファイバー３が固定されていることで、バンドルファイバー３の先端部も移動可能となる。

Ｘ軸回転アクチュエータ１０６は、演算部２０の判定部２１の判定結果を取得、もしくは、Ｘ軸回転アクチュエータ１０６は、判定部２１の判定結果を取得した演算部２０の制御回路部２２から、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを定量化したデータに基づき、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適になるようにＸ方向回転軸１０４を回転させる。そして、Ｘ方向回転軸１０４が回転することによって、Ｘ方向可動部１０２は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適になるようＸ軸方向に移動する。

補正部１００は、Ｙ軸回転アクチュエータ１１２が作動することによってＹ方向回転軸１１０が回転し、そのＹ方向回転軸１１０の回転によってＹ方向可動部１０８がＹ軸方向へ移動するように構成されている。したがって、Ｙ方向可動部１０８内にバンドルファイバー３が固定されていることで、バンドルファイバー３の先端部も移動可能となる。

Ｙ軸回転アクチュエータ１１２は、演算部２０の判定部２１の判定結果を取得、もしくは、Ｙ軸回転アクチュエータ１１２は、判定部２１の判定結果を取得した演算部２０の制御回路部２２から、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きを定量化したデータに基づき、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適になるようにＹ方向回転軸１１０を回転させる。そして、Ｙ方向回転軸１１０が回転することによって、Ｙ方向可動部１０８は、プローブ２の生体２００の表面に対する傾きがプローブ２による測定に好適になるようにＹ軸方向へ移動するように構成されている。

図２０は、補正部１００を備えた据え置きタイプの皮膚状態測定装置１３０を説明するための図であり、図２０（ａ)は正面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

皮膚状態測定装置１３０は、被験者の左右の目の周囲を囲うように、補正部１００を計５つ備える。これにより、皮膚状態測定装置１３０は、被験者が測定可能状態に入ったときに、被験者の位置や顔の形などに合わせて、補正部１００を作動させることができる。それゆえ、皮膚状態測定装置１３０は、判定部２１によって判定されたプローブ２の生体２００の表面に対する傾きを、迅速かつ確実に、上記所定の範囲内に収まるように補正することができる。

なお、図２０（ａ）では、皮膚状態測定装置１３０は、補正部１００を有するプローブ２を計５つ備えるものとして説明した。しかしながら、皮膚状態測定装置１３０は、補正部１００を有するプローブ２を、１または任意の複数個数を備えてよい。何れの場合においても、皮膚状態測定装置１３０は、判定部２１によって判定されたプローブ２の生体２００の表面に対する傾きを、迅速かつ確実に、上記所定の範囲内に収めるよう補正することができる。

ここで、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ’断面図を示す。図示するように、各補正部１００およびプローブ２はそれぞれ、図１の光源１１、分光器１２、およびＡＤ変換器１３を備える。ただし、各補正部１００およびプローブ２は、図１０から図１５を用いて説明した構成を備えるものであってもよい。

以上、本実施の形態に係る測定システムの種々の形態を説明した。これらの形態は、本実施の形態の一例を示すものであって、ここで説明した形態を組み合わせることも当然に可能である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、生体の表面に対する傾きを判定し、それにより、測定結果の再現性を高めることが可能な測定装置に関する。

１、７０、８０、９０、９９ 測定システム（測定装置）
２ プローブ
３ バンドルファイバー
４ 傾き検出用受光部
５ 励起側光ファイバー
６ 蛍光側光ファイバー
７ リード線
８ 保護プラスチック板
９ 受光ファイバー
１０、７２、８１、９１、９３ 本体
１１ 光源
１２、８２ａ〜８２ｈ 分光器
１３、１６、１８ ＡＤ変換器（光強度測定部）
１４ 光学フィルタ
１５、１７、９４ 光電気信号変換部
２０ 演算部
２１ 判定部
２２ 制御回路部（決定手段）
２３ 表示部（通知部）
３０ 突起部
３１ 遮光部
９２ 傾き検出用光源
９６ コリメートレンズ
９７ ビームスプリッター
９８ 集光レンズ
１００ 補正部（補正手段）
１０２ Ｘ方向可動部
１０４ Ｘ方向回転軸
１０６ Ｘ軸回転アクチュエータ
１０８ Ｙ方向可動部
１１０ Ｙ方向回転軸
１１２ Ｙ軸回転アクチュエータ
１３０ 皮膚状態測定装置

Claims (11)

1. 励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部と、上記励起光の照射によって上記生体から生ずる蛍光を受光する蛍光受光部と、
   上記照射部の近傍に配置され、かつ、上記励起光が上記生体に対して照射されることによって生じる光を受光する傾き検出用受光部とを備えるプローブと、
   上記傾き検出用受光部が受光した光の光強度を測定する光強度測定部と、
   上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内にあるかどうかにより、上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする測定装置。
2. 上記プローブは、複数の上記傾き検出用受光部を備え、
   上記光強度測定部は、複数の上記傾き検出用受光部が受光した上記光強度それぞれを測定し、
   上記判定手段は、上記光強度測定部が測定した、複数の上記傾き検出用受光部に対応する上記光強度それぞれが上記所定の範囲内にあるかどうかにより、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きを判定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 上記プローブは、複数の上記傾き検出用受光部を備え、
   上記光強度測定部は、複数の上記傾き検出用受光部が受光した光の光強度それぞれを測定し、
   上記判定手段は、上記光強度測定部が測定した、複数の上記傾き検出用受光部それぞれに対応する上記光強度のうちの少なくとも２つ以上の光強度の差分が所定の範囲内にあるかどうかにより、上記生体の表面に対する上記プローブの傾きを判定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
4. 複数の上記傾き検出用受光部はそれぞれ、上記照射部を中心として回転対称となるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
5. 上記判定手段による判定結果を利用者に通知する通知部を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の測定装置。
6. 上記生体の表面に対して突起するとともに、先端から上記生体の表面に対して上記励起光を照射する突起部を備え、
   上記突起部は、上記励起光を上記生体の表面上に漏らすための粗表面を有し、
   上記傾き検出用受光部は、上記生体の表面上に漏れた上記励起光を受光することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の測定装置。
7. 上記励起光は、紫外光であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の測定装置。
8. 上記励起光は、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有することを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の測定装置。
9. 上記判定手段による判定結果に基づいて、上記プローブによる生体情報の測定を行うかどうかを決定する決定手段を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の測定装置。
10. 上記光強度測定部が測定した上記光強度が所定の範囲内に含まれていない場合に、上記所定の範囲内に含まれるように上記プローブの上記生体の表面に対する傾きを補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の測定装置。
11. 上記励起光源とは異なる傾き検出用光源を備え、
    上記傾き検出用受光部は、上記傾き検出用光源から上記生体に対して照射されることによって生じる光を受光することを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の測定装置。
    

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