JP5897812B2 - 光検出装置及び流体計測装置 - Google Patents
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Description
第1実施例に係る血流計測装置について、図1から図5を参照して説明する。
但し、K1はゲイン係数である。ゲイン係数K1は、校正液を用いて、後述するゲイン係数K2とともに決定される。
但し、K2はゲイン係数であり、Koffsetはオフセット量である。ゲイン係数K2は、校正液を用いて、前述したゲイン係数K1とともに決定される。また、オフセット量Koffsetは、光電流変換部100の受光素子110及び120に入力光が入らない状態(即ち、受光素子110及び120によって入力光が受光されない状態)での光検出信号のパワースペクトルP(f)の15kHzから20kHzまでの周波数範囲における積分値として算出される。即ち、オフセット量Koffsetは、受光素子110及び120に入力光が入らない状態でFFT部52によって演算されたパワースペクトルP(f)に基づいて、周波数fが15kHz以上であって20kHzより小さいという条件下で、以下の式(3)に従って決定される。
即ち、DC成分推定処理部54は、15kHzから20kHzまでの周波数範囲について、パワースペクトルP(f)を積算し、この積算した値(即ち、ΣP(f))からオフセット量Koffsetを減じた値にゲイン係数K2を乗ずることにより、補正量Hを演算する。なお、DC成分推定処理部54は本発明に係る「定常光成分推定部」の一例であり、15kHzは本発明に係る「第3周波数」の一例であり、20kHzは本発明に係る「第4周波数」の一例である。
なお、式(4)において、ゲイン係数K1とゲイン係数K2との比(即ち、K1/K2)は校正液を用いて決定される。
即ち、DC成分推定処理部54の積分範囲の下限値fcと、補正前血流量演算処理部53の積分範囲の上限値fbとの大小関係は特に限定されるものではなく、下限値fcと上限値fbとは同じであってもよいし、下限値fcが上限値fbより大きくてもよいし、下限値fcが上限値fbより小さくてもよい。
第2実施例に係る血流計測装置について、図6及び図7を参照して説明する。
第3実施例に係る血流計測装置について、図8を参照して説明する。
<第4実施例>
第4実施例に係る血流計測装置について、図9を参照して説明する。
2 レーザー駆動装置
3 半導体レーザー
5 信号処理部
51 A/D変換部
52 FFT部
53 補正前血流量演算処理部
54、54b、54c、54d DC成分推定処理部
55 補正処理部
100 光電流変換部
110、120 受光素子
200 電流電圧変換部
541 変更部
543 平均化処理部
545 バンドパスフィルタ(BPF)
547 二乗回路
900 被検体
1001 血流計測装置
Claims (6)
- 定常光成分及び信号光成分が含まれる入力光から前記信号光成分を検出するための光検出装置であって、
前記入力光を電流に夫々変換して出力する第1及び第2光電変換素子部を含んでなり、前記第1光電変換素子部が出力する電流と前記第2光電変換素子部が出力する電流との差分電流を検出電流として出力する光電流変換部と、
該光電流変換部から出力された前記検出電流を増幅して電圧信号に変換し、該電圧信号を検出信号として出力する電流電圧変換部と、
該出力された検出信号のパワースペクトルのショットノイズが支配的となる所定の周波数範囲における積分値に基づいて、前記定常光成分を推定する定常光成分推定部と
を備え、
前記定常光成分推定部は、前記所定の周波数範囲が分割されてなる複数の分割周波数範囲の各々における前記出力された検出信号のパワースペクトルの積分値を比較し、該比較した結果に基づいて、前記所定の周波数範囲を変更する変更部を有する
ことを特徴とする光検出装置。 - 前記出力された検出信号のパワースペクトルに基づいて前記信号光成分を推定する信号光成分推定部と、
前記推定された定常光成分に基づいて、前記推定された信号光成分を補正する補正部と
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光検出装置。 - 前記信号光成分推定部は、前記出力された検出信号のパワースペクトルのうち第1周波数から該第1周波数よりも高い第2周波数までのスペクトル成分に基づいて、前記信号光成分を推定し、
前記所定の周波数範囲は、前記1周波数よりも高い第3周波数から前記第2及び第3周波数よりも高い第4周波数までである
ことを特徴とする請求項2に記載の光検出装置。 - 前記定常光成分推定部は、所定の時間間隔で前記積分値に基づいて前記定常光成分を複数回推定し、該複数回推定した定常光成分の平均値に基づいて最終的な前記定常光成分を推定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光検出装置。
- 光を被検体に照射する照射部と、
前記照射された光に起因する前記被検体からの光が前記入力光として入力される請求項1から4のいずれか一項に記載の光検出装置と、
前記光検出装置が検出した信号光成分に基づいて、前記被検体中の流体に関する流体情報を算出する算出部と
を備えることを特徴とする流体計測装置。 - 前記被検体は生体であり、
前記照射部は、前記光として波長が650nmから1400nmの範囲内であるレーザー光を前記生体に照射し、
前記算出部は、前記流体情報として前記生体中の血流に関する血流情報を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の流体計測装置。
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