CN103119422B - 成分测定装置 - Google Patents
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Abstract
作为成分测定装置的血糖值测定装置(10)具有测定部(50)，测定部(50)将测定用的照射光(Li)经由照射光用透镜(88a)而聚光照射于试纸(70)并接收来自该试纸(70)的反射光(Lr)，成分测定装置(10)基于反射光(Lr)的检测结果来测定血液的成分。照射光用透镜(88a)以使得照射光(Li)的焦点位置(P)与试纸(70)的配置位置相比位于远方的方式配置于测定部(50)。
Description
技术领域
本发明涉及对体液中的生物体成分进行光学测定的成分测定装置。
背景技术
一直以来，在检测血液或尿等的体液中的生物体成分并对其成分量和性质等进行光学测定时，使用成分测定装置。例如，日本特开平09-145614号公报所公开的漫射光反射读取片是检测血液中的葡萄糖的装置，该装置从照射机构将光(照射光)照射至通过血液而显色的药剂试片上，并使该药剂试片反射的光入射至光传感器中，从而检测出血液中的葡萄糖。
然而，在利用上述光学系统的成分测定装置中，通常设有用于调整照射光的照射面积和光量的孔隙(开口部)。例如，在日本特开平09-145614号公报的漫射光反射读取头上设有使LED的光通过的照射口。该照射口作为使光成为合适的大小(面积)和强度(光量)的光点的孔隙而发挥作用。
另外，虽然日本特开平09-145614号公报没有公开，但是，在成分测定装置中，也有配置了使照射光聚光照射在测定对象上的装置。在该情况下，为了调整照射光的光点形状和降低杂散光，也需要设置孔隙。也就是说，成分测定装置通过设在照射光光路上的孔隙来调整照射光的光阑(面积和光量)，由此，使照射光的焦点位置对位于测定对象的近前而聚光。
但是，由于将这种孔隙设置在成分测定装置中，所以，会产生部件数量增加，或者部件的形状变得复杂等不良情况。其结果为，显现出这样的课题：部件的制造工时增加，并且装置的组装作业也变得烦杂，导致装置整体的制造成本增加等。另外，由于孔隙而使光量降低，所以还会产生测定灵敏度降低的课题。
而且，在照射光通过透镜来聚光的结构中，尤其在焦点位置位于测定对象近前的情况下，若透镜与测定对象的间隔和角度例如因装置的晃动或测定对象的配置误差等而发生变动，则照射至测定对象上的照射光的光量也会随之变动，从而成为在成分测定的精度中产生偏差的原因。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种成分测定装置，该成分测定装置能够通过简单的结构在测定对象的规定范围内照射由所希望的光量组成的照射光，能够提高成分测定的精度，并且，能够削减部件数量而降低装置的制造成本。
为了实现上述目的，本发明是一种成分测定装置，具有测定部，所述测定部将测定用的照射光经由照射光用透镜聚光照射于测定对象并接收来自该测定对象的反射光，所述成分测定装置基于所述反射光的检测结果来测定被所述测定对象所吸收的液体的成分，其特征在于，所述照射光用透镜以使得所述照射光的焦点位置与所述测定对象的配置位置相比位于远方的方式配置于所述测定部。
根据上述内容，由于是照射光的焦点位置与测定对象相比配置于远方的结构，所以，在例如因装置的晃动或测定对象的配置误差等而使从照射光用透镜到测定对象的间隔、角度变动时，与使照射光用透镜的焦点位置对合于测定对象的近处的情况相比，照射光的光量的变化缓和。由此，在测定对象的规定范围内照射光量稳定的照射光，从而能够使测定精度稳定化。
作为成分测定装置的具体结构，所述测定部具有：射出所述照射光的发光元件；和测光块，所述测光块具有照射光用光路，该照射光用光路使所述发光元件与所述照射光用透镜相对配置并从所述发光元件的配置位置贯穿至所述照射光用透镜的配置位置。
这样，通过使发光元件与透镜相对配置，能够将从发光元件射出的照射光经由照射光用光路引导至透镜。
另外，也可以为，从所述发光元件到所述照射光用透镜的间隔被设定为与从所述照射光用透镜到所述测定对象的间隔相等。若从发光元件到透镜的间隔与从透镜到测定对象的间隔相等，则作业员能够容易地把握各部件的形状误差和组装状态，从而能够恰当地调整所述两个间隔，并能够降低各装置之间的组装偏差。另外，通过将所述发光元件、所述照射光用透镜以及所述测定对象以大致等间隔并列，能够使各部件的形状误差和组装误差的影响为最小。也就是说，在当使所述照射光用透镜向所述发光元件或者所述测定对象偏移时，若产生配置的误差，则会对测定产生大的影响，但是通过将上述构成要素以等间隔排列，能够减小对测定的影响。
在此，也可以为，在所述测光块的所述照射光用光路中设有杂散光引导机构，所述杂散光引导机构将在所述照射光用光路的内周面反射的杂散光经由所述照射光用透镜而引导至所述测定对象的测定范围外。
这样，通过设置杂散光引导机构，能够将照射光用光路的内周面所反射的杂散光引导至测定对象的测定范围外，从而能够减少测定部所接收的反射光中所含的杂散光。由此，测定部能够接收不含杂散光的由稳定光量组成的反射光，从而能够高精度地进行测定对象的成分测定。
另外，也可以为，所述照射光用光路的内周面形成为圆筒形状，所述杂散光引导机构形成为内螺纹形状。通过使照射光用光路的内周面为内螺纹形状，能够在测光块成型时使用成型用外螺纹来对照射光用光路进行成型。由此，能够减轻复杂地形成测光块的成型模具等的工时，能够容易地成型测光块。
而且，也可以为，所述照射光用光路的内周面形成为向着所述照射光用透镜而直径缩小的锥形形状。这样，通过使照射光用光路的内周面形成为锥形形状，能够在将测光块的照射光用光路成型为内螺纹形状时，通过将成型用外螺纹旋转而容易地取出。该结果为，能够使测光块的成型作业更效率化。
在该情况下，优选为，所述杂散光引导机构在所述照射光用光路的内周面连续地形成凹凸部，所述凹凸部中的凸部的发光元件侧的面的角度被设定成使所述杂散光不入射至所述照射光用透镜中。这样，由于凸部的发光元件侧的面的角度被设定成使杂散光不入射至照射光用透镜中，所以消除了照射光用光路所反射的杂散光被照射光用透镜聚光的情况。由此，能够进一步确实地防止测定部所接收的反射光中含有杂散光的情况。
另外，也可以为，在所述测定部，相对于一个所述照射光用透镜而相对配置有多个所述发光元件。这样，通过相对于多个发光元件而配设一个照射光用透镜，与对应于各个发光元件对应配设多个的情况相比，能够在测定部中设置平面面积较大的照射光用透镜。通过该照射光用透镜，能够大量地获取照射光的光量，并聚光照射于测定对象，从而能够进一步提高成分测定的精度。
而且，也可以为，所述测定部具有接收所述反射光的受光元件，并且，在所述照射光用透镜上一体地形成有将所述反射光聚光至所述受光元件的反射光用透镜。通过将照射光用透镜和反射光用透镜一体形成，而能够省略组装时的对位等工序，而且，通过减少部件数量而能够降低装置的制造成本。
另外，优选为，所述测光块具有从所述反射光用透镜的配置位置贯穿至所述受光元件的配置位置的反射光用光路。由此，不需要另外设置反射光用光路，因此能够降低制造成本。
根据本发明，能够通过简单的结构在测定对象的规定范围内照射由所希望的光量组成的照射光，能够提高成分测定的精度，并且，能够削减部件数量而降低装置的制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的血糖值测定装置的整体结构的立体图。
图2是图1所示的血糖值测定装置的侧视图。
图3是图1所示的血糖值测定装置的主视图。
图4是图1所示的血糖值测定装置的分解立体图。
图5是图1所示的血糖值测定装置的V-V线剖视图。
图6是表示本发明的实施方式的血糖值测定装置的测定部的分解立体图。
图7是图5所示的血糖值测定装置的测定部的后视图。
图8是图5所示的血糖值测定装置的测定部的侧视剖视图。
图9是图5所示的血糖值测定装置的测定部的俯视剖视图。
图10是表示通过本实施方式的血糖值测定装置在实际中进行血液成分的检测的状态的说明图。
图11A以及图11B是示意性表示测定部的照射光的照射状态的说明图，图11A表示本实施方式的测定部的照射状态，图11B表示设有孔隙的以往的测定部的照射状态。
图12A是表示图11A的照射光的照射状态的说明图，图12B是表示图11B的照射光的照射状态的说明图，图12C是表示图11A的照射光的照射范围与光量的关系的曲线图，图12D是表示图11B的照射光的照射范围与光量的关系的曲线图。
图13是示意性表示本实施方式的照射光用光路的放大剖视图。
图14是表示在图13的照射光用光路中所照射的照射光的照射范围与光量的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，列举优选的实施方式，并参照附图，来具体说明本发明的成分测定装置。
在本实施方式的说明中，作为成分测定装置，具体说明了在血液成分中主要测定血糖值的血糖值测定装置。该血糖值测定装置是供医生、护士或者糖尿病患者等采集血液测定血糖值并管理该血糖值的测定数据的装置。此外，成分测定装置当然不限定于本血糖值测定装置。
图1是表示本发明的实施方式的血糖值测定装置(成分测定装置)的整体结构的立体图，图2是该装置的侧视图，图3是该装置的主视图，图4是该装置的分解立体图，图5是图1的V-V线侧视剖视图。
如图1～图3所示，血糖值测定装置10具有构成外观的壳体12，该壳体12形成为稍显细长并适合手持的立体形状，以便供人单手握持并能够容易地对操作开关14进行按压操作。该壳体12包括上壳体16、下壳体18和前端壳体20，上壳体16和下壳体18上下重合，并且在上壳体16以及下壳体18的前端部安装前端壳体20，由此进行组装。另外，在壳体12上配置有：显示部22，用于显示在血糖值的测定中所需要的信息的输入事项和确认事项、测定结果等；和操作部24，其由两个操作开关14组成。
如图4所示，在血糖值测定装置10的显示部22，液晶罩28嵌入在形成于上壳体16的开口窗26中，在该液晶罩28的下层内置有液晶面板30。此外，在上壳体16的上表面粘附有为了覆盖液晶罩28以及两个操作开关14而形成为合适大小的正面面板32。
操作部24的两个操作开关14分别插入至设在上壳体16的上表面的贯通孔34中，经由该操作开关14能够进行血糖值测定装置10的开/关操作等各种操作。
在具有显示部22以及操作部24的上壳体16的背面侧(壳体12内部)配置有显示部22的液晶面板30和控制本血糖值测定装置10的主配线基板36。在主配线基板36上通过印制布线等而设有以规定形状形成的电路。而且，在主配线基板36上安装有用于执行预先设定的规定处理的微型计算机、存储有预定程序的ROM和RAM等存储装置、电容器及电阻等其他电子部件(均未图示)。
另外，在下壳体18的上表面侧(壳体12内部)设有电池收纳部38。在电池收纳部38中收纳有作为携带用电源的纽扣型电池40。该电池收纳部38被电池盖42以能够开闭的方式覆盖，该电池盖42以能够相对于下壳体18拆装的方式构成。血糖值测定装置10通过纽扣型电池40的电力进行主配线基板36等的控制、或者显示部22的显示等。此外，用在血糖值测定装置10中的电源并不限于纽扣型电池，也可以为圆形干电池、方型干电池、或者充电电池、或者为经由电源线连接到外部电源上的结构。
如图1以及图2所示，由上壳体16以及下壳体18重合而成的壳体12形成为：从中间部到前端部为前端变细窄的形状，且整体为向下壳体18侧弯曲。前端壳体20安装在该前端部上，并作为检测血液的测定部50的壳体而构成。
另外，在上壳体16上表面的靠近前端部之处设有对弹出操作件44的移动进行引导的长孔46(参照图4)。该长孔46沿壳体12的前后方向仅以规定长度直线状地延伸，供弹出操作件44的腿部44a以能够滑动的方式插入(参照图5)。在该腿部44a上，在壳体12内部螺纹紧固有弹出部件48。也就是说，弹出操作件44能够对弹出部件48的滑动进行操作。
如图4所示，前端壳体20具有安装在上壳体16以及下壳体18上的方筒部52、和形成在该方筒部52的前端侧的圆筒部54。在方筒部52的内部安装有用于对血液进行光学测定的各种部件。另一方面，圆筒部54的前端面开口，在该开口部56上以拆装自如的方式安装有测定顶端件58。
测定顶端件58具有形成为圆板状的基部60、形成在该基部60的前端面侧的喷嘴62、和形成在喷嘴62的相反面侧的卡合部64。基部60以使外径与圆筒部54的外径大致一致的方式形成。在该基部60的中央竖立设置有喷嘴62。喷嘴62在中心轴上形成有从前端面贯穿至背面的采集孔62a(参照图5)。另外，在喷嘴62的前端面设有用于使血液易于吸取的凹槽62b(参照图3)。
测定顶端件58的卡合部64形成为圆筒状，且以能够嵌合至圆筒部54的开口部56中的外径形成。该卡合部64形成有向后方突出的具有弹性的四个卡定爪(卡定部)66。各卡定爪66在外周侧形成有凸部66a，该凸部66a在卡定爪66插入至圆筒部54中时与形成在圆筒部54内的突条54a卡合，通过使该凸部66越过突条54a并与该突条54a卡定，能够将测定顶端件58安装于圆筒部54(参照图8)。
另外，如图5所示，在卡合部64的内侧设有与采集孔62a连通的试纸收纳部68。在该试纸收纳部68中收纳有在采集血液时供该血液渗入的试纸(测定对象)70。血糖值测定装置10将照射光照向该试纸70，并接收来自试纸70的反射光，由此进行血液成分的测定。
图6是表示本发明的实施方式的血糖值测定装置10的测定部50的分解立体图，图7是测定部50的后视图，图8是测定部50的侧视剖视图，图9是测定部50的俯视剖视图。
血糖值测定装置10的测定部50是对采集到测定顶端件58中的血液成分进行光学测定的部位。如图6所示，测定部50的结构包括前端壳体20、测光块72、基板74以及弹出部件48等。如上述那样，前端壳体20由方筒部52和圆筒部54构成，并安装在由上壳体16和下壳体18重合而成的壳体12的前端部。该前端壳体20例如由ASB树脂或聚碳酸酯等合成树脂成型。
测光块72对进行血液成分检测的基板74进行保持，是安装在前端壳体20内部的部件。该测光块72能够通过与前端壳体20相同的材料成型，由平板状的基端部76、和从基端部76向前端方向突出的突出部78构成。
如图8所示，测光块72的基端部76在前表面形成有突出部78，在后表面具有基部配置部89。基部配置部80形成为能够供基板74配置的平坦状，在该基板配置部80上，在大致中央部竖立设置有对基板74定位的定位突起80a。定位突起80a将基板74贯穿，并夹置在后述的发光元件100与受光元件102之间，阻止从发光元件100向受光元件102的直接的光传递。
另外，在基端部76上，在两个位置上形成有安装用螺丝孔82(参照图7)。安装用螺丝84从后方穿插至该安装用螺丝孔82中，并与形成在前端壳体20上的安装用内螺纹(未图示)螺纹紧固，由此测光块72安装到前端壳体20上。
另一方面，如图6所示，测光块72的突出部78形成为，两侧面为直线状且上下面成为圆弧状的椭圆筒体。该突出部78的前表面形成有突出部侧开口部86，在该突出部侧开口部86安装有透镜88。安装在测光块72上的透镜88是在上部侧形成照射光用透镜88a且在下部侧形成反射光用透镜88b的一体型。另外，透镜88以在侧周面嵌入O型环90的方式安装到突出部侧开口部86上，由此，突出部侧开口部86通过透镜88而成为密封状态。
测定部50的基板74形成为能够配置到上述基部配置部80上的形状，在该基板74的规定的位置(两个位置)上穿设有基板侧螺丝孔92。基板用螺丝94从后方穿插至该基板侧螺丝孔92中，并与形成在基板配置部80上的基板固定孔96螺纹紧固，由此基板74配设到测光块72上(参照图7)。
基板74在与基部配置部80相对的面上安装有用于照射照射光的两个发光元件100(第一发光元件100a、第二发光元件100b，参照图9)、接收反射光的受光元件102、以及在血液成分的检测中所必需的各种电子部件。作为用于照射照射光的发光元件100，例如能够采用发出规定波长的光的发光二极管(LED)；作为受光元件，例如能够采用光电二极管(PD)。此外，在本实施方式中，由于在基板74上安装不是炮弹形状的外观(透过体)的发光元件100以及受光元件102，因而实现了基板74的小型化以及血糖值测定装置10的小型化。
如图8所示，在将基板74配设到测光块72的基板配置部80上的情况下，将发光元件100以及受光元件102朝向基板配置部80配设。在此，在测光块72的基板配置部80上形成有两个开口部(照射光基板侧开口部104、反射光基板侧开口部106)。在已将基板74配设到基板配置部80上的状态下，是发光元件100进入照射光基板侧开口部104中、受光元件102进入反射光基板侧开口部106中的结构。
另外，照射光基板侧开口部104与照射光用光路108连通，反射光基板侧开口部106与反射光用光路110连通。照射光用光路108以及反射光用光路110分别在基端部76以及突出部78的内部贯穿，并在前端侧都与突出部侧开口部86连通。这样，血糖值测定装置10将照射光用光路108以及反射光用光路110都形成在测光块72中，由此能够减少部件数量，并能够降低制造成本。
因此，在已将基板74配设到基板配置部80上的状态下，发光元件100处于照射光用光路108的基端侧，能够将发光元件100所射出的照射光从照射光用光路108引导至透镜88，进而能够经由透镜88向试纸70照射。另一方面，受光元件102处于反射光用光路110的基端侧，并经由透镜88以及反射光用光路110对从试纸70反射的反射光进行受光。
而且，在本实施方式的测光块72的基端部76，在后表面形成有从基板配置部80向后方突出的分隔壁112。分隔壁112被形成为，在将基板74配设在基板配置部80的状态下包围测光决74的后表面的所有边，且比基板74更向后方突出，因此对于基板74具有能够防止接触液体和附着尘埃等功能。
另外，在将测光块72安装到前端壳体20上的状态下，在前端壳体20的内周面与测光块72的突出部78侧面之间形成有间隙114。在该间隙114中以能够滑动的方式配置有弹出部件48。
如图6所示，测定部50的弹出部件48的结构包括在前端部形成的推出部116、和固定有该推出部116且能够仅滑动规定距离的滑动板118。推出部116形成为圆筒形状的下部被以规定量切缺而成的圆弧状。
滑动板118成型为从推出部116向后方延伸的平板状。该滑动板118的中央部在长度方向上被切缺，在该切缺部118a的后端形成有弹簧用突起120。另外，在滑动板118的后部穿设有弹出部件侧螺丝孔124，该弹出部件侧螺丝孔124通过弹出用螺丝122而螺纹连接于弹出操作件44的腿部44a(参照图5)。
另一方面，如图7所示，在前端壳体20上形成有用于收纳弹出部件48的前端侧的弹出部件配置部126。该弹出部件配置部126形成在方筒部52内的上侧，并由支承滑动板118的两侧端部的支承片128、和在上部中央部向后方侧突出的弹簧配置突起130(参照图8)构成。
如图6以及图8所示，弹出部件48将弹簧部件132配置在切缺部118a中，并配置在弹出部件配置部126上。在该情况下，在弹簧部件132的一端插入有弹簧用突起120，在另一端插入有弹簧配置突起130。
在将测光块72以及弹出部件48配置在前端壳体20上的状态下，推出部116被配置在测光块72的突出部78的外周面(上表面以及两侧面)上。另外，弹出部件48以能够向壳体12的前端以及后端方向自如滑动的方式配置，通过该弹出部件48的滑动，使该推出部116在突出部78的外周上(即，间隙114中)进退移动。在测定顶端件58安装在前端壳体20上的情况下，通过弹出部件48向前端方向的移动，而使推出部116将测定顶端件58的卡定爪66推压。由此，能够将测定顶端件58从壳体12上拆下。
接下来，说明利用本实施方式的血糖值测定装置10进行的血液成分的测定。在血液成分的测定中，首先使用安装有测定顶端件58的壳体12来采集使用者的血液。具体地，通过专用的穿刺器具(未图示)将指尖刺穿，使少量(例如，0.3～1.5μL左右)的血液流出至皮肤上。然后，使安装在血糖值测定装置10的前端的测定顶端件58的喷嘴62前端抵接于从指尖流出的血液。
由此，血液经由喷嘴62前端的凹槽62b而进入至采集孔62a内，并因毛细血管现象而被吸引至后端。然后，渗入至收纳在试纸收纳部68内的试纸70中，并向试纸70的径向外侧以圆形扩开。在该血液展开的同时，血液中的葡萄糖与试纸70所含有的显色药剂开始反应，试纸70与葡萄糖的量对应地显色。
图10是表示通过本实施方式的血糖值测定装置10实际进行血液成分检测的状态的说明图。也就是说，血糖值测定装置10从第一发光元件100a(或者第二发光元件110b)射出照射光Li。从第一发光元件100a(或者第二发光元件110b)射出的照射光Li通过照射光用光路108并入射至照射光用透镜88a。而且，入射至照射光用透镜88a的照射光Li通过该照射光用透镜88a而聚光并照射在试纸70上。
照射在试纸70上的照射光Li被试纸70反射，并作为反射光Lr入射至反射光用透镜88b。而且，入射至反射光用透镜88b中的反射光Lr在通过该反射光用透镜88b聚光后，通过反射光用光路110并被受光元件102受光，而其光量被测定。由此，血糖值测定装置10能够测定试纸70的显色的程度。
在利用血糖值测定装置10进行的血糖值的测定中，第一发光元件100a与第二发光元件100b的照射光Li交替射出。而且，通过第一发光元件100a照射的照射光Li来检测因显色药剂与葡萄糖的反应而产生的色素，并测定与葡萄糖的量对应的显色浓度。另外，通过第二发光元件100b照射的照射光Li来检测红血球，并测定红血球的红细胞浓度。而且，使用由红细胞浓度得到的红细胞比容值(hematocrit)来对从显色浓度得到的葡萄糖值进行修正，并且将葡萄糖浓度定量化，从而能够求出血糖值。
测定结束后，在将测定顶端件58从壳体12上取下时，将弹出操作件44向前端侧推压，从而使弹出部件48向前方(前端侧)滑动。由此，弹出部件48的推出部116将测定顶端件58的卡定爪66向前方推压，从而能够将测定顶端件58取下。另外，在再次进行血液成分测定的情况下，将新的测定顶端件58安装到前端壳体20上。这样，由于能够简单地更换测定顶端件58，所以能够高效地进行血液成分的测定。
在该情况下，使用者通过单手操作就能够将测定顶端件58从血糖值测定装置10上容易地取下。而且，由于测定顶端件58安装在向下壳体18侧弯曲的壳体12的前端，所以通过弹出操作件44的操作，能够在手不触碰测定顶端件58的情况下，简单且迅速地进行该测定顶端件58的废弃处理。
接下来，一边与以往的测定部50’对比，一边详细说明本实施方式的测定部50的特征部分。图11A以及图11B是示意性地表示测定部50、50’的照射光Li的照射状态的说明图，图11A表示本实施方式的测定部50的照射状态，图11B表示设有孔隙150的以往的测定部50’的照射状态。另外，图12A以及图12B是分别表示图11A以及图11B的照射光Li、Li’的照射状态的说明图，图12C以及图12D是表示该照射光Li、Li’的照射范围与光量的关系的曲线图。
如图11B所示，在测定部50’设有孔隙150的以往的装置中，基于照射光用透镜88a’而形成的照射光Li’的焦点位置P’与试纸70’的配置位置相比被设定在照射光用透镜88a’侧。在该情况下，从发光元件100’射出的照射光Li’首先通过孔隙150，由此使平行光线的面积以及形状变化，接下来由照射光用透镜88a’聚光而照射至试纸70’的表面。
由此，如图12B以及图12D所示，在照射光用透镜88a’的焦点位置P’与试纸70’的配置位置相比处于近前的情况下，照射在试纸70’上的照射光Li’即使在其照射范围200’之中，光量也集中于中心部202’。也就是说，呈现出中心部202’的光量较大，并随着朝向外缘部204’而光量逐渐变小的山形的光量分布，在照射范围200’的外缘部204’附近，因光量较少而导致边界部分模糊。由此，测定部50’主要对照射范围200’的中心部202’附近的反射光Lr’进行检测以测定血糖值。
另一方面，如图11A所示，在本实施方式中，基于照射光用透镜88a而产生的照射光Li的焦点位置P以与试纸70的配置位置相比位于远方的方式设定。也就是说，在测定部50上配设有照射光用透镜88a，该照射光用透镜88a具有与从照射光用透镜88a到试纸70的间隔b相比足够长的焦距(b+c)。在该情况下，从照射光用透镜88a照射的照射光Li以聚光于焦点之前的分散状态，照射至试纸70表面上。
由此，如图12A以及图12C所示，照射在试纸70上的照射光Li成为在照射范围200内比较均匀的光量分布、或者成为与中心部202相比外缘部204的光量较大的光量分布。因此，能够明确地区分照射光Li照射的照射范围200、和照射光Li未照射的其他范围。由此，相对于试纸70的显色部分，易于瞄准，另外能够照射恒定的光量。
另外，本实施方式的照射光用透镜88a为使照射光Li的焦点位置P与试纸70相比位于远方的结构，由此能够使用曲率半径较大(即，曲率较小)的透镜、或者较薄的透镜。这样，通过使照射光用透镜88a变薄而能够使测定部50更小型化。此外，如图11A所示，在本实施方式中，作为照射光用透镜88a采用了平凸透镜，但并不限于此，当然也能够采用双凸透镜或凸弯月形透镜等。
另一方面，发光元件100能够使用射出测定波长的照射光Li的一般的LED，但在该情况下，发光元件100从半导体的制造过程形成为矩形(短条状)。因此，从该发光元件100射出的照射光Li也成为大致矩形。但是，因为照射光用光路108的内周面形成为圆筒形，所以能够使照射到试纸70上的照射光Li成为圆形(参照图12A)。
在此，在使血液渗入试纸70的情况下，由于血液从渗入试纸70的位置以放射状扩开，所以通常在试纸70上形成圆形的渗入部分。因此，通过对试纸70照射圆形的照射光Li，能够使照射光Li容易地与渗入部分内对合，从而能够在试纸70的规定范围中容易地进行测定。
另外，如图9所示，在本实施方式的测定部50中，相对于一个照射光用透镜88a而沿横向并列配置有将波长不同的照射光Li射出的两个发光元件100(第一发光元件100a、第二发光元件100b)。因此，第一发光元件100a及第二发光元件100b的照射位置相对于试纸70在横向上稍微偏移。但是，由于测定部50中照射光Li的焦点位置P与试纸70的配置位置相比位于远方，所以，能够使基于在横向上的偏移而产生的照射直径的变动，与焦点位置P处于试纸70近前的情况相比变小。
这样，由于是相对于第一发光元件100a及第二发光元件100b仅配设一个照射光用透镜88a的结构，所以能够在测定部50中配设平面面积较大的照射光用透镜88a。通过该照射光用透镜88a能够大量地取得由第一发光元件100a及第二发光元件100b分别射出的照射光Li的光量，并聚光照射至试纸70上，从而能够进一步提高成分测定的精度。
另外，如图8所示，在透镜88上，与照射光用透镜88a一体地形成有将试纸70反射的反射光Lr聚光至受光元件102上的反射光用透镜88b。这样，通过将照射光用透镜88a和反射光用透镜88b一体形成，能够省略组装时的对位等工序，而且，通过减少部件数量能够降低装置的制造成本。
返回至图11A，本实施方式的测定部50构成为使得从发光元件100到照射光用透镜88a的间隔a、与从照射光用透镜88a到试纸70的间隔b相等。由此，在组装血糖值测定装置10的情况下，作业员能够容易地把握各部件(例如，前端壳体20、测光块72等)的形状误差和组装状态，从而能够恰当地调整两个间隔a、b，能够降低各装置之间的组装偏差。另外，即使产生形状误差和组装误差，也由于将发光元件100、照射光用透镜88a以及试纸70以大致等间隔并列，所以能够使各自的形状、配置偏差引起的对照射光Li的影响变得最小。
另外，在本实施方式中，将照射光用透镜88a的焦点距离(b+c)设定成与从照射光用透镜88a至试纸70的间隔b相比足够长。因此，照射到试纸70上的照射光Li的外缘部204的角度θ接近90度(参照图11A、图12A)。在此，测定部50的试纸70所反射的反射光Lr分为几乎不包含血液成分的信息的正反射光(表面反射光)、和包含血液成分的信息的漫射光。由此，血糖值测定装置10对反射光Lr中的包含血液成分的信息的漫射光进行受光，来进行成分测定。
通过使照射光Li的角度接近90度，而使反射光Lr中的正反射光向90度方向(即，照射光用透镜88a的方向)反射。由此，使得仅漫射光易于反射至反射光用透镜88b中，测定部50能够仅对漫射光进行受光，从而能够进一步提高成分测定的精度。
而且，由于是照射光Li的焦点位置P与试纸70的配置位置相比位于远方的结构，所以，在例如因装置的晃动或试纸70的配置误差等而使从照射光用透镜88a到试纸70的间隔b变动时，照射光Li的光量的变化缓和。也就是说，测定部50使随着间隔b的变动的照射光Li的光量变化与照射范围200的面积变化率成比例。
如图11B所示，在照射光用透镜88a’的焦点位置P’与试纸70’的配置位置相比处于近前的情况下，由于随着间隔b’的变动的照射范围200’的面积变化率较大，所以光量的变化也变大。相对于此，如图11A所示，在照射光Li的焦点位置P与试纸70的配置位置相比位于远方的情况下，由于随着间隔b的变动的照射范围200的面积变化率较小，所以光量的变化也变小。该结果为，即使在间隔b变动的情况下，在试纸70的测定范围内也照射有光量稳定的照射光Li，从而能够进一步地提高成分测定的精度。
图13是示意性表示本实施方式的照射光用光路108的放大剖视图，图14是表示在图13的照射光用光路108中所照射的照射光Li的照射范围与光量的关系的曲线图。如图13所示，在本实施方式的测定部50中设有将杂散光SL(StrayLight)引导至试纸70的测定范围外的具有凸部109a和凹部109b的杂散光引导机构109。
此外，本说明中的杂散光SL是指，从发光元件100射出的照射光Li与照射光用光路108的内周面接触即使一次也被反射的光。该杂散光SL与发光元件100射出的照射光Li相比光量减少，另外还存在波长与照射光Li的测定波长偏离的情况，但是，当杂散光SL与照射光Li一同照射至试纸70上并被包含在该试纸70反射的反射光Lr中时，测定部50会检测出杂光或鬼像(重影，ghost)等干扰(参照图14中围起的部分)。在照射光Li的光路上未设置孔隙150而光线以放射状扩开的情况下易于产生该杂散光SL。也就是说，如本实施方式这样地，在照射光用光路108从发光元件100的配置位置贯穿至照射光用透镜88a的配置位置的结构中，能够谋求防止杂散光SL的影响。杂散光引导机构109具有防止该杂散光SL反射的功能。
如图13所示，本实施方式的杂散光引导机构109为，将凸部109a以及凹部109b交替地连续形成在照射光用光路108的内周面而成的内螺纹形状。这样，通过使照射光用光路108的内周面成为内螺纹形状，而能够在测光块72成型时使用成型用的外螺纹(未图示)来成型照射光用光路108。由此，能够减轻复杂地形成测光块72的成型模具等的工时，能够容易地成型测光块72。
另外，照射光用光路108的内周面形成为向着照射光用透镜88a直径缩小的锥形形状。由此，在将照射光用光路108成型为内螺纹形状时，能够通过将成型用的外螺纹旋转而容易地取出。该结果为，能够使测光块72的成型作业更效率化。此外，杂散光引导机构109并不限定于内螺纹形状和锥形形状，例如也可以在照射光用光路108的内周面上形成由多个层差组成的台阶、或多个环状的突起和槽等，或者也可以用吸光的材质在照射光用光路108的内周面镀膜。
另外，在设计凹凸部(杂散光引导机构)109的情况下，例如优选使相对于照射光用光路108的内周面的、凸部109a的发光元件100侧的面的角度α成为不会使杂散光SL入射至照射光用透镜88a中的角度(倾斜)。具体地，能够通过以下的步骤来设计凹凸部109。
首先，画出直线L1，该直线L1表示从发光元件100入射到凹凸部109中的离照射光用透镜88a最近的凸部109a的前端处的照射光Li(第一步骤)。然后，从直线L1与凸部109a的交点Pi(凸部109a的顶端)相对于照射光用透镜88a的表面(曲面)画出切线L2(第二步骤)。进一步，画出将由直线L1和切线L2形成的角度二等分的中心线Lo(第三步骤)。最后，在交点Pi上画出与中心线Lo垂直交叉的基准线Lb(第四步骤)。
在设计凹凸部109的情况下，使角度α相对于通过上述各步骤求出的基准线Lb与照射光用光路108的内周面之间的角度β变大。由此，从发光元件100射出而与凹凸部109接触的照射光Li被反射至不会向照射光用透镜88a入射的方向。因此，能够大幅降低杂散光SL入射照射光用透镜88a中的情况，能够使得测定部50接收的反射光Lr中不包含杂散光SL。
如图14所示，在未设置杂散光引导机构109而在反射光Lr中包含有杂散光SL的情况下(图14中的虚线部分)，在与照射光Li的规定的照射范围相比外侧显现出由少量的光量组成的干扰(杂散光部分)。相对于此，在设有杂散光引导机构109而反射光Lr中不包含杂散光SL的情况下(图14中的实线部分)，与规定的照射范围相比外侧的光量几乎为零，能够防止干扰。这样，通过杂散光引导机构109能够防止在测定部50所接收的反射光Lr中包含杂散光SL，从而，测定部50能够对由稳定的光量组成的反射光Lr进行受光，能够高精度地进行试纸70的成分测定。
以上，血糖值测定装置10通过使照射光Li的焦点位置P与试纸70的配置位置相比位于远方，而能够在试纸70的规定范围内照射由稳定的光量组成的照射光Li，从而能够提高成分测定的精度。而且，由于不需要设置孔隙150，所以能够使测定部50以及装置整体小型化，并且能够削减部件数量而使装置的制造成本降低。
此外，本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明要旨的情况下当然能够采用各种结构。例如，本发明的成分测定装置也可以作为测定尿成分的装置来应用，或者也能够作为进行排水或工业用水等的成分测定的装置来应用。
Claims (8)
1.一种成分测定装置(10)，具有测定部(50)，所述测定部(50)将测定用的照射光经由照射光用透镜(88a)聚光照射于测定对象(70)并接收来自该测定对象(70)的反射光，所述成分测定装置(10)基于所述反射光的检测结果来测定被所述测定对象(70)所吸收的液体的成分，其特征在于，
所述测定部(50)具有：
射出所述照射光的发光元件(100)；
接收所述反射光的受光元件(102)；
配置所述发光元件(100)和所述受光元件(102)的基板(74)；
将所述反射光聚光至所述受光元件(102)的反射光用透镜(88b)；以及
测光块(72)，其具有照射光用光路(108)和反射光用光路(110)，该照射光用光路(108)使所述发光元件(100)与所述照射光用透镜(88a)相对配置并从所述发光元件(100)的配置位置贯穿至所述照射光用透镜(88a)的配置位置，该反射光用光路(110)从所述反射光用透镜(88b)的配置位置贯穿至所述受光元件(102)的配置位置，
所述测光块(72)的后表面具有配置所述基板(74)的基板配置部(80)，
所述基板配置部(80)具有在所述发光元件(100)与所述受光元件(102)之间将所述基板(74)贯穿并对所述基板(74)定位的定位突起(80a)，
所述照射光用透镜(88a)以使得所述照射光的焦点位置与所述测定对象(70)的配置位置相比位于远方的方式配置于所述测定部(50)。
2.根据权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
从所述发光元件(100)到所述照射光用透镜(88a)的间隔与从所述照射光用透镜(88a)到所述测定对象(70)的间隔大致相等。
3.根据权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
在所述测光块(72)的所述照射光用光路(108)中设有杂散光引导机构(109)，所述杂散光引导机构(109)将在所述照射光用光路(108)的内周面反射的杂散光经由所述照射光用透镜(88a)而引导至所述测定对象(70)的测定范围外。
4.根据权利要求3所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
所述照射光用光路(108)的内周面形成为圆筒形状，所述杂散光引导机构(109)形成为内螺纹形状。
5.根据权利要求4所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
所述照射光用光路(108)的内周面形成为向着所述照射光用透镜(88a)而直径缩小的锥形形状。
6.根据权利要求3所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
所述杂散光引导机构(109)在所述照射光用光路(108)的内周面连续地形成有凹凸部，所述凹凸部中的凸部(109a)的发光元件(100)侧的面的角度被设定成使所述杂散光不入射至所述照射光用透镜(88a)中。
7.根据权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
在所述测定部(50)，相对于一个所述照射光用透镜(88a)而相对配置有多个所述发光元件(100)。
8.根据权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于，
所述照射光用透镜(88a)和所述反射光用透镜(88b)一体地形成。
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