JP2000105196A - 光度計 - Google Patents

光度計

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JP2000105196A
JP2000105196A JP10274610A JP27461098A JP2000105196A JP 2000105196 A JP2000105196 A JP 2000105196A JP 10274610 A JP10274610 A JP 10274610A JP 27461098 A JP27461098 A JP 27461098A JP 2000105196 A JP2000105196 A JP 2000105196A
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JP
Japan
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light
light source
photometer
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JP10274610A
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English (en)
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Tetsuya Mineshima
哲也 峯島
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、光度計の調整を自動で行い、
光源の経年変化,温度変化の影響も自動校正することで
安定な測定を長時間維持でき、光源にパルス点灯するL
EDを用いた際にはその点灯時の発光量の過渡特性の影
響がない光度計を提供することにある。 【解決手段】データ処理及び機構を制御するCPU部,
プログラムソフトを格納する記憶装置,A/D変換部に
二重積分型A/D変換器,試験片を架設する架設部,光
源にパルス点灯するLED,一つの波長に対して最低二
つ以上の光源で構成し、光源の調整の自動化,経年変
化,温度変化による光源光量の変動の自動校正化,光源
の寿命の自動検出および、LEDの過渡特性の影響がな
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光度計及びそれを
用いた分析装置に係わり、特に尿や血液などの生体試料
を試薬が含浸されている試験片を用いて分析する場合に
適用するのに好適な装置に関する。
【0002】
【従来の技術】病院の臨床検査では、尿サンプルや血液
サンプル中の複数の分析項目を簡便に検査するために、
しばしば試験片を用いる。試験片はプラスチック等から
なる細長い板状のストリップに試薬を含浸させた被検層
を複数貼着したものである。
【0003】このような試薬片を架設して測定する光度
計としては、特開昭61−13136 号公報が知られている。
この先行技術では、同一の波長で二個以上の光源を用い
る構成を示している。しかし特開昭61−13136 号公報に
示されている光度計は、光源それぞれの光量のばらつき
について考慮しない構成になっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】光度計において一つの
波長に対して複数の光源を用いる場合、各々を同時発光
させる時それぞれの光量を同一にすべく光量調整を必要
とする問題があった。
【0005】また光源は経年変化および温度により光量
を変化させる、このことにより光源の光量は変化してし
まい各々の光源の光量バランスが揃わなくなる問題があ
った。
【0006】また光源にLEDをパルス点灯させて用い
る場合、LEDの光量は変動する区間と安定する区間が
あり変動する区間での測定に問題があった。
【0007】本発明の目的は、光源光量の自動調整,経
年変化および温度変化の自動校正,パルス点灯するLE
D光源を用いた時の安定な測定をすることができる光度
計を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、光度計の動作準備時毎に、同一波長複数の
光源を同時に点灯せず光度計に装着した反射基準板上で
各々の光源を単独で点灯させ、その反射光を測定しA/
D変換をした値を測定値とする。この測定値を用い各光
源の測定値が同一になるように校正をする補正値をCP
U部にて各々算出する。測定対象物の測定時には、同様
に各々の光源を単独で点灯させ、その反射光を測定しA
/D変換をした値を測定値とする。ディジタル化した測
定対象物の測定値に補正値を与えて演算することで光度
計の光源の光量調整および外気温度・光度計内温度の変
化による光源の光量変動の校正を自動化したものであ
る。また、光源の経年劣化度合いを検知するためには、
補正値を保存しておきその変動の傾向を統計的に算出し
て補正値算出時に経年劣化度合いをチェックするように
したものである。
【0009】更に、LEDを光源としてパルス点灯させ
た場合の光量の変動区間の影響を避けるために、A/D
変換部に二重積分型を採用し測定時間と二値化時間のタ
イミングとLEDの点灯タイミングを同期させること
で、光量の変動区間を避け、光量の安定区間に連続的に
測定をするようにしたものである。
【0010】即ち、光度計の動作準備動作で、光度計内
の反射基準板に対して光源各々を単独で発光させること
で、光源各々の光量を測定することができる。この光源
各々の測定値をA/D変換器によりディジタル化するこ
とにより、この光源各々の測定値をCPU部で演算処理
することができる。これにより光度計の光源各々のばら
つき調整の自動化,動作時の外気温・光度計内温度での
光度計の光源の光量の補正ができる。
【0011】光源の光量は経年劣化で低下する。この変
化を測定時の補正値を保存してその値をCPU部で近似
曲線式を算出することで、その光源の補正値の変動の傾
向が分かる。この近似曲線式を用いて光源の劣化を判定
することで正確な光源の劣化度合いを知ることができ
る。
【0012】二重積分型A/D変換器は、測定と二値化
の二つの動作を行いA/D変換動作をする。これにより
パルス点灯するLEDの点灯タイミングと二値化タイミ
ングの同期を取ることにより、LED点灯初期の光量変
動区間の時間にデータを測定せずにLED点灯後期の光
量の安定している区間で測定するので、光源の光量変動
区間を避けて測定できるので安定した測定ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1,
図2,図3,図4,図5,図6により説明する。
【0014】図1は光度計の構成を示す。光源5はパル
ス点灯するLEDである。このLEDは特定の波長のみを
発光する特性を持っている。また、一波長に対して二つ
以上のLEDを有している。光変換部6は、光受光部に
フォトダイオードを用い、光⇒電流⇒電圧と変換し光量
を電圧に変換する。A/D変換器3は、光変換部6から
のアナログ電圧信号を二値化する。変換方式は二重積分
型を用いている。CPU1は、各機構の制御・測定データの
演算/管理・光源5の補正値管理を行い、記憶装置2に
そのプログラムと、測定データ・測定パラメータ・光源
補正値を格納する。試験片4は、検体に浸すことで発色
する試薬を含んだ試験紙を一つ以上の種類配置してい
る。反射基準板4aは、光学的・経年的にその表面の光
の反射率が安定であり光源5のLEDの光量の安定度を
比較するものである。
【0015】図3で示すように光度計を動作させる時
は、1.動作前準備動作,2.サンプル測定を行う。動
作前準備動作では、まず各機構のリセットを行い反射基
準板によるLEDの補正値の算出を行う。補正値の算出
フローを図4に示す。光源5の全てのLED各々に対し
てLEDからの照射光15bを反射基準板に照射し、そ
の反射光16bを光変換器6に照射する。この入力をA
/D変換器3で二値化してCPUに取り込む。CPUで
は同一波長の値が同じになるような補正値を算出する。
図7に補正前の測定値の例を示す。
【0016】a,b,cの各値は、補正目標値18との
差19を有している。この差が0になるようにa,b,
cの値にそれぞれ補正値を算出する。算出した補正値を
測定値a,b,cに掛け合わせた補正後の値を図8に示
す。a′,b′,c′は、それぞれ補正後の値でありそ
のばらつきがなくなっている。
【0017】算出された補正値は過去に算出された補正
値も保存しておく。この過去に保存された補正値と今回
算出された補正値を用いて過去から現在までの値の遷移
状況を示す近似曲線を算出する。算出された式上での今
回の校正値を計算する。ここで計算された値と光量劣化
を判定するしきい値を比較してしきい値を超えた場合
は、アラームを発生させて光源5の交換を光度計の利用
者に知らせる。しきい値を超えていない場合は、今回の
補正値を記憶装置2に保存する。
【0018】過去の補正値を用いてその傾向を曲線近似
式で表した時の例を図5,図6に示す。図5では最新の
校正値13が、しきい値12を超えているが近似曲線1
7a上ではしきい値を超えていないので光量低下とは判
定しない。しかし、図6では最新の校正値14が、しき
い値12を超えていないが近似曲線17b上ではしきい
値を超えているので光量低下と判定する。以後光度計を
動作させるまでは、この補正値を測定した値に掛け合わ
せることで測定値とする。本実施例によれば光度計の光
源のばらつき,温度による光源光量の変動,光源の劣化
状況検知を行うことができ安定した測定を行うことがで
きる効果がある。
【0019】図2でパルス点灯している光源5のLED
とA/D変換器3のタイミングを示す。LEDは点灯す
るとその発光量に変動区間7と安定区間8が存在する。
二重積分型A/D変換器3は、時間固定の測定時間9で
その入力電圧値により充電電流を変化させ電荷を充電す
る。二値化時間10では、充電された電荷を定電流で放
電して電荷がなくなるまでの時間を測定して二値化をす
る。このタイミングを図2のように発光量変動区間7と
二値化時間10を、発光量安定区間8と測定時間9を合
わせるようにする。又、LEDのパルス点灯はA/D変
換周期10と同じ周期で行う。本実施例によれば、LE
Dの発光時の発光量変動区間を回避して安定な測定を連
続的に行うことができる効果がある。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、光源の調整を自動化で
きる。また経年変化,温度変化による光源の光量の変動
を自動的に校正できる。光源の劣化を自動的に検出する
ことができる。更にLED点灯時の光量変動区間の影響
がなくなるので、試験片を用いた自動分析装置に適用す
れば、装置の保守性,安定性が格段に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した光度計の構成を示す図。
【図2】二重積分型A/D変換タイミングとパルス点灯
タイミング及びLEDの光量変動の概略特性図。
【図3】光度計の動作フローチャート。
【図4】補正値算出のフローチャート。
【図5】過去の補正値からその近似曲線を算出した例1
を示す特性図。
【図6】過去の補正値からその近似曲線を算出した例2
を示す特性図。
【図7】補正前の測定値の例を示す特性図。
【図8】補正後の測定値の例を示す特性図。
【符号の説明】
1…CPU、2…記憶装置、3…A/D変換器、4…試
験片、4a…反射基準板、5…光源、6…光変換部、7
…変動区間、8…安定区間、9…測定時間、10…二値
化時間、11…A/D変換周期、12…しきい値、13
…最新の補正値1、14…最新の補正値2、15a…光
源から試験片への照射光、15b…光源から反射基準板
への照射光、16a…試験片から光変換器への反射光、
16b…反射基準板から光変換器への反射光、17a…
補正値の近似曲線の例1、17b…補正値の近似曲線の例
2、18…補正目標値、19…測定値と補正値との差。
フロントページの続き Fターム(参考) 2G054 AA07 CA30 CE01 EA05 EB04 EB05 FA32 FA33 FA34 FA44 FB02 FB03 GA03 GA08 GB01 GE06 JA05 JA08 JA11 JA20 2G057 AA20 AB01 AC01 CB01 DC10 2G059 AA01 BB13 DD03 EE02 FF08 FF12 GG03 GG08 HH02 KK01 MM01 NN07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】データ処理及び機構を制御するCPU部,
    プログラムソフト・測定結果・測定パラメータを格納す
    る記憶装置,アナログ信号をディジタル化するA/D変
    換部を備え、検体に浸すことで発色する試薬を含んだ試
    験紙を一つ以上の種類配置した試験片を架設する架設
    部,試験片の発色度合いを光源からの光を試験片上の試
    験紙に当てた反射光の光量を測定する測光部を有し、該
    測光部は光源に特定の波長のみ発光する波長特性を持つ
    光源を有し、該光源は一つの波長に対して二つ以上の光
    源で構成される光度計において、光度計の動作前に単独
    で全ての光源からの反射光を測定し、同一波長の光源で
    光量の値が同値となるような補正値をCPU部で各々の光
    源に対して算出し、サンプルの測定時にこの補正値を各
    々の光源の測定値に対応させて用いることを特徴とする
    光度計。
  2. 【請求項2】請求項1項記載の装置において、光源に白
    色光を用い受光部に特定の波長以外を減衰させる手段を
    用いることで、受光部に波長特性を持たせたことを特徴
    とする光度計。
  3. 【請求項3】請求項1項記載の装置において、光源の経
    年劣化および光学系の汚れによる光量低下を、各々の光
    源ランプの補正データを経時的に保存させておき、補正
    値算出時にその変動を保存している補正値からその補正
    値の変動を表す近似曲線の式を算出し、その近似曲線の
    式上の値でチェックすることを特徴とする光度計。
  4. 【請求項4】請求項1項記載の装置において、光源にパ
    ルス点灯するLED,A/D変換部に二重積分型A/D
    変換器を使用することにより、LED点灯時の光量変動
    区間を避け光量の安定な区間で連続的にデータ測定する
    ことを特徴とする光度計。
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