JP2002214126A

JP2002214126A - 生化学測定装置

Info

Publication number: JP2002214126A
Application number: JP2001006064A
Authority: JP
Inventors: Muneo Tokita; 宗雄時田; Satoshi Nakajima; 聡中嶋; Yusaku Sakota; 勇策迫田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】標準板を不要とすること、操作を簡単にする
こと、試験片の保持を簡単にし且つ保持機構を薄くする
こと、組立を簡単で安価にすることを実現する生化学測
定装置を提供することである。【解決手段】透光性のブロック体１０の上面に試験片
６０の試験紙６１を接触させて載せる窓部１３を設け、
光軸が試験片６０の試験紙面と平行になるようにブロッ
ク体１０の側面から内部に向けて投光するＬＥＤ２０を
配置し、ＬＥＤ２０からの光を試験紙６１に入射させる
ようにブロック体１０に反射面１１を形成し、試験紙６
１からの反射光を検出する受光センサ３０をブロック体
１０の下面側にて試験片６０の下方に配置した。また、
ＬＥＤ２０からの光の一部を参照光として分岐させて補
正センサ３５に入射させる導光部１２をブロック体１０
に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、尿検査装置など
の生化学測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】呈色試験紙読み取り装置は、呈色試験紙
の被検液（例えば尿検査の場合は、糖、蛋白、潜血、ウ
ロビリノーゲン等）による発色の色相、度合いを検知す
る装置で、被検液の成分濃度により発色の色相及び度合
いの異なる１又は複数の試験紙を台材に張り付けた試験
片を所定の位置に載せ、被検液の成分、濃度を測定する
ものである。読み取り部は、検知すべき波長の光源、試
験紙からの散乱反射光を受光する受光素子、それらを駆
動する電気回路等からなる。

【０００３】この呈色試験紙読み取り装置では、環境変
化、劣化などで光源からの発光光量が変動した場合、測
定誤差となる。そこで従来は、試験紙の読み取りに先立
って標準反射板の反射光量を読み取り、その値を基準と
して試験片の読み取り値を補正していた。

【０００４】この標準反射板を備えた装置の第１の例と
して、読み取り作業前に、まず基準となる標準板をセッ
トし、その値を基準値として試験紙の読み取り値の補正
を行う方法がある。

【０００５】また、第２の例としては、特公平６−３８
０７０号：「生化学測定装置」がある。この生化学測定
装置は、蓋体と連動する遮蔽部材を設け、この遮蔽部材
に複数の標準色部（標準片）を設け、この標準色部を発
光部及び受光部に臨むように位置させ、発光部及び受光
部に臨んだ標準色部よりの反射光を利用するものであ
る。

【０００６】更に、別例として特許第２５６４３０２
号：「生化学測定装置」がある。この生化学測定装置
は、試験紙スティックの複数の互いに異なる種類の試験
紙に対応して配置された複数の発光素子に対し単一の受
光素子を配置し、各発光素子を時分割点灯させ、各発光
素子より出た光を試験紙に投光させ、それぞれの発光素
子の点灯に応じて異なる種類の光情報を時分割で単一の
受光素子により受光するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の例の装置では、汚れの付着や紛失の可能性などから
標準板の管理が必要であるだけでなく、読み取り作業前
に予備測定が必要であり、操作が煩雑である。

【０００８】前記第２の例の装置では、操作の煩雑さは
解消されるが、遮蔽部材、この遮蔽部材を回転させる機
構等を必要とし、装置が複雑で高価になる。

【０００９】また、光源の光軸と試験紙面は垂直又は４
５°であるため、試験紙と光源（ＬＥＤ）との配置関係
は図５に示すようになる。図５では、ケース６０に縦向
きにＬＥＤ７１，７２が配置され、ＬＥＤ７１，７２か
らの光の進行方向（ケース６０の上側）に試験紙８１，
８２を有する試験片８０が配置され、試験紙８１，８２
からの反射光が受光センサ７５で検出される構造になっ
ている。なお、ケース６０には、光路としての空洞部６
１が形成され、空洞部６１には、ＬＥＤ７１，７２の相
互干渉を防止するための遮光板６２が設けられている。

【００１０】このような構造の場合、ＬＥＤ７１，７２
の長さ、ＬＥＤ７１，７２からの光のビーム径を広げる
ための空間、ＬＥＤ７１，７２の自身が邪魔にならない
ための空間が必要であるため、ケース６０の下面から試
験片８０までが嵩高になるという欠点がある。

【００１１】また、前記第３の例の装置では、試験紙ス
ティックは垂直に配置されるので、即ち図５の構造を平
面図と捕らえたような形態であるので、厚さを薄くする
ことができるが、試験紙スティックを垂直に配置する
と、試験紙スティックの保持機構が複雑になる。具体的
に第３の例の装置では、試験紙スティックは、スティッ
クホルダに脱着可能に取付けたスティックカバーと平板
部との間で挟着固定されるようになっており、保持機構
が複雑であり、結果的に装置が高価になる。

【００１２】この発明は、そのような種々の問題点に着
目してなされたもので、次の課題を実現する生化学測定
装置を提供することを目的としている。ａ）標準板を不要とすることｂ）操作を簡単にすることｃ）試験片の保持を簡単にし且つ保持機構を薄くするこ
とｄ）組立を簡単で安価にすること

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の生化学測定装置は、透光性のブロック体
と、このブロック体の上面に配置され、１又は複数の呈
色試験紙を有する試験片と、光軸が試験片の試験紙面と
ほぼ平行になるようにブロック体の側面から内部に向け
て投光する光源と、この光源からの光をブロック体の上
面に向けて方向変換し、試験片の試験紙に入射させるよ
うにブロック体に設けられた反射面と、ブロック体の下
面側にて試験片の下方に配置され、試験片からの反射光
を検出する測定部とを備えることを特徴とする。

【００１４】この生化学測定装置では、光源からの光
は、透光性のブロック体内部を試験片の試験紙面とほぼ
平行に進行し、ブロック体に設けられた反射面により方
向転換し、ブロック体の上面に配置された試験片の試験
紙に照射される。試験紙からの反射光は、ブロック体内
部を下方に進行し、ブロック体の下面側に配置された測
定部で検知され、その測定により、被検液の成分濃度の
測定が行われる。

【００１５】この測定装置では、透光性のブロック体を
用い、このブロック体の上面に試験片を配置し、側面側
に光源を配置し、光源からの光を反射面により上面の試
験片に向けて方向転換させる構造であるため、試験片の
保持が簡単であり、しかもブロック体そのものを保持機
構にできるため保持機構を薄くすることができる。ま
た、試験片はブロック体の上面に配置すればよいので、
操作も簡単であるだけでなく、構造が簡素で、部品点数
が少ないので、組立も簡単で安価である。

【００１６】この基本構成の生化学測定装置において、
光源が位置するブロック体の側面とは反対側の側面に対
向して補正用の測定部を配置し、光源からの光の一部を
参照光として分岐させて補正用の測定部に入射させる導
光部をブロック体に設ければ、参照光を検知すること
で、光源の光度変動を補正することができる。即ち、光
源の光量は温度変動や劣化等による変化するが、その光
量変動を補正することで、より精度の高い測定が可能と
なる。勿論、補正用の測定部を設けることで、試験片の
読み取り値の補正のための標準板は不要となり、コスト
を削減できる。

【００１７】一方、ブロック体に設けられた反射面は、
光源からの光をブロック体の上面に向けて方向転換させ
るものであるが、具体的には光源からの光を９０°偏向
させるものである。この場合は、試験片の試験紙での照
射面積と光源の広がり角に対応して光路長を比較的自由
に選べる。即ち、光路長を長くしても、装置の厚み（ブ
ロック体の下面から試験片までの距離）に影響せず、厚
さを薄くできる。例えば、広がり角１５°の光源を用い
て４ｍｍ角の試験紙面を照射する場合、約７．５ｍｍ以
上の光路長が必要となるが、その光路長にも十分対応可
能である。

【００１８】また、反射面による光の９０°の偏向は全
反射によるものとすれば、ブロック体内部の全反射を利
用するので、金属や誘電体膜によるミラー面を形成する
必要がなく、これも構造を簡素にでき、コスト削減に貢
献する。

【００１９】他方、試験片は、その試験紙をブロック体
の上面に設けられた窓部に直接接触させて配置し、この
窓部と反射面を一体形成することで、組立調整が不要と
なり、コストを削減できる。つまり、従来は、光源から
の光路は空洞部に設定されていたため（図５の符号６１
参照）、試験紙には光源や受光センサのホルダと別の窓
部材を介して光が当たっていたが、その窓部材が不要と
なり、構造の簡素化とコスト削減を図れる。

【００２０】更に他方、光源からの光の一部を参照光と
して分岐させて補正用の測定部に入射させる導光部をブ
ロック体に設ける場合、導光部を反射面と一体形成すれ
ば、これも組立調整が不要となり、コストを削減でき
る。

【００２１】別形態として、光源を複数個配置し、補正
用の測定部は１個の補正センサからなるものとし、各光
源からの光に対応してそれぞれ反射面及び導光部を設
け、導光部により各光源から導かれた光の一部を補正セ
ンサにより受光することとすれば、必要な補正センサの
数が少なくて済み、コストの削減を実現できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明を更に詳細に説明する。

【００２３】図１は、実施形態に係る生化学測定装置の
外観斜視図を示す。この生化学測定装置は、外乱光の影
響を受けないように不透光性の本体ケース１に、測定結
果等を表示する表示部２と、測定開始等を指示する操作
ボタン３とが設けられている。本体ケース１には、後記
のブロック体１０の窓部１３のみが露出し、この窓部１
３に複数（ここでは４つ）の呈色試験紙６１を有する試
験片６０が直接接触して配置される。

【００２４】この生化学測定装置の本体ケース１の内部
に配置されるブロック体構造物の平面図を図２に、図２
の矢視Ａから見た側面図を図３に、要部断面図を図４に
示す。

【００２５】このブロック体構造物は、透光性のブロッ
ク体１０と、このブロック体１０の上面に配置され、前
記４つの呈色試験紙６１を有する試験片６０と、光軸が
試験片６０の試験紙面と平行になるようにブロック体１
０の側面から内部に向けて投光する光源としてのＬＥＤ
２０と、このＬＥＤ２０からの光をブロック体１０の上
面に向けて方向変換し、試験片６０の試験紙６１に入射
させるようにブロック体１０に設けられた反射面１１
と、ブロック体１０の下面側にて試験片６０の下方に配
置され、試験紙６１からの反射光を検出する測定部とし
ての受光センサ３０とを備える。

【００２６】また、ＬＥＤ２０が位置するブロック体１
０の側面とは反対側の側面に対向して補正用の測定部と
しての補正センサ３５が配置され、ＬＥＤ２０からの光
の一部を参照光として分岐させて補正センサ３５に入射
させる導光部１２がブロック体１０に設けられている。

【００２７】ブロック体１０は、光学的に透明な材料か
らなり、その側面にＬＥＤ２０が配置されている。ＬＥ
Ｄ２０は、その光軸が試験片６０の試験紙面と平行にな
るように、側面に形成された穴（符号は付せず）に挿入
されている。このＬＥＤ２０の先端部以外の部分は、不
透光な部材２１で覆われ、ブロック体１０の不要な部分
に発光が進行しないようになっている。

【００２８】ブロック体１０の反射面１１は、ＬＥＤ２
０からの光をブロック体１０の上面に向けて方向転換さ
せるものであるが、ここではＬＥＤ２０の光軸と試験紙
面が平行であるため、光軸に対して４５°傾斜し、ＬＥ
Ｄ２０からの光を９０°偏向させるものである。また、
反射面１１の外側（裏側）は空気層となっているため、
ブロック体１０の構成材料の屈折率で決定される臨界角
以上の角度で入射した光は全反射するようになってい
る。この構造によれば、ブロック体１０内部の全反射を
利用するので、金属や誘電体膜によるミラー面を形成す
る必要がなく、構造を簡素にできる。

【００２９】ＬＥＤ２０からの光は、反射面１１に向か
って直進するが、反射面１１で全反射されて試験片６０
に向かって進行する光Ｌ１以外の一部の光Ｌ２は、反射
面１１に入射せずに直進し、導光部１２に入り、導光部
１２の面に沿って反射を繰り返し、補正センサ３５まで
導かれる。つまり、反射面１１の下部を通る光Ｌ２は、
そのまま直進して導光部１２に入るようになっている。
従って、導光部１２に入る光量は、ＬＥＤ２０と反射面
１１との距離等にもよるが、反射面１１の下端エッジ１
５の位置を変えることで調節できる。

【００３０】ブロック体１０の上面には、試験片６０の
各試験紙６１を直接接触させる窓部（面）１３が形成さ
れている。従って、窓部１３と反射面１１は共にブロッ
ク体１０に一体形成されたものとなる。窓部１３は、前
記したように本体ケース１の上面から露出している。ま
た、導光部１２もブロック体１０に設けられたものであ
るため、導光部１２と反射面１１もブロック体１０に一
体形成されたものとなる。これら反射面１１、導光部１
２及び窓部１３をブロック体１０に一体形成することに
より、窓部材が不要となるだけでなく、それらの組立調
整が不要となり、コストを削減できる。

【００３１】この実施形態では、ブロック体１０に窓部
１３が４つ設けられており、１枚の試験片６０に４つの
試験紙６１が付いているものまでが測定可能である。勿
論、窓部１３の個数を適宜増減すれば、一度に測定可能
な試験紙６１の数も変わる。

【００３２】また、この実施形態では、光源としてのＬ
ＥＤ２０は２個配置され、その２個のＬＥＤ２０に対し
て補正センサ３５が１個配置されると共に、各ＬＥＤ２
０からの光に対応してそれぞれ反射面１１及び導光部１
２が設けられている。ＬＥＤ２０からの光のうち、反射
面１１で反射される光Ｌ１は、窓部１３を通過し、試験
紙６１に照射され、その反射光が受光センサ３０で受光
される。反射面１１で反射されずに導光部１２に進行す
る光Ｌ２は、導光部１２により補正センサ３５に導かれ
る。

【００３３】この場合、補正センサ３５で受光される光
Ｌ２の光量は、ＬＥＤ２０の光度変化に応じて変化する
ので、補正センサ３５からはＬＥＤ２０の光度変化に対
応した出力が得られる。ここでは、２個のＬＥＤ２０か
らの各々の光Ｌ２が１個の補正センサ３５に導かれるの
で、２個のＬＥＤ２０の発光タイミングと補正センサ３
５の出力の読み取りタイミングとを同期させれば、１個
の補正センサ３５で複数（２個）のＬＥＤ２０の光度変
化を捕らえることが可能となる。これにより、２個のＬ
ＥＤ２０に対して必要な補正センサ３５の数が少なくて
済み、コストの削減を実現できる。

【００３４】このように構成した生化学測定装置では、
測定時には試験片６０の各試験紙６１を窓部１３にそれ
ぞれ接触させて載せる。そして、各一対のＬＥＤ２０が
交互に点灯する。ＬＥＤ２０からの光のうち、反射面１
１で反射された光Ｌ１は、試験紙６１で物質の濃度に対
応した量だけ吸収、散乱反射され、その一部がブロック
体１０を通って受光センサ３０で検出される。そして、
受光センサ３０での受光量に応じて、試験紙６１の被検
液中の特定成分の濃度が分かる。例えば尿検査の場合
は、糖、蛋白、潜血、ウロビリノーゲン等の成分濃度が
判定される。

【００３５】一方、反射面１１の下部を通過した光Ｌ２
は、そのまま直進して導光部１２に入り、導光部１２の
面に沿って反射を繰り返し、補正センサ３５まで導かれ
る。補正センサ３５からは、前記したとおり、ＬＥＤ２
０の光度変化に応じた出力が得られるので、温度変動や
劣化等による光度変動が補正される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の生化学測
定装置によれば、透光性のブロック体を用い、このブロ
ック体の上面に試験片を配置し、側面側に光源を配置
し、光源からの光を反射面により上面の試験片に向けて
方向転換させる構造であるため、次の効果が得られる。（１）試験片の保持が簡単であり、ブロック体そのもの
を保持機構にできるため保持機構を薄くすることがで
き、延いては装置の小型化が可能となる。（２）試験片はブロック体の上面に配置すればよいの
で、操作が簡単である。（３）構造が簡素で、部品点数が少ないので、組立も簡
単で安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る生化学測定装置の外観斜視図で
ある。

【図２】同生化学測定装置の本体ケース内部に配置され
るブロック体構造物の平面図である。

【図３】図２のブロック体構造物を矢視Ａから見た側面
図である。

【図４】図２のブロック体構造物の要部断面図である。

【図５】従来例に係る装置における試験紙と光源（ＬＥ
Ｄ）との配置関係を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１本体ケース２表示部３操作ボタン１０透光性のブロック体１１反射面１２導光部１３窓部２０ＬＥＤ（光源）３０受光センサ（測定部）３５補正センサ（補正用の測定部）６０試験片６１試験紙Ｌ１測定用の光Ｌ２補正用の光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中嶋聡京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地株式会社オムロンライフサイエンス研究所内 (72)発明者迫田勇策京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地株式会社オムロンライフサイエンス研究所内Ｆターム(参考） 2G045 AA01 AA15 AA21 AA25 CA25 CB03 DA21 DA30 DA36 FA11 FA13 FA14 FA25 FA26 FB05 FB17 GC12 GC15 HA10 JA01 JA02 JA04 JA05 JA07 2G054 AA07 AB05 AB07 CA23 CA25 EA04 EA05 EB01 FA20 FA32 FA33 FA50 FB01 FB02 FB03 FB04 GA01 GA03 GB01 GE03 GE06 GE07 GE09 JA01 JA04 JA08 JA10 2G059 AA01 BB13 CC16 EE02 GG02 GG03 JJ17 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性のブロック体と、このブロック体の
上面に配置され、１又は複数の呈色試験紙を有する試験
片と、光軸が試験片の試験紙面とほぼ平行になるように
ブロック体の側面から内部に向けて投光する光源と、こ
の光源からの光をブロック体の上面に向けて方向変換
し、試験片の試験紙に入射させるようにブロック体に設
けられた反射面と、ブロック体の下面側にて試験片の下
方に配置され、試験片からの反射光を検出する測定部と
を備えることを特徴とする生化学測定装置。
【請求項２】前記光源が位置するブロック体の側面とは
反対側の側面に対向して補正用の測定部を配置し、光源
からの光の一部を参照光として分岐させて補正用の測定
部に入射させる導光部をブロック体に設けたことを特徴
とする請求項１記載の生化学測定装置。
【請求項３】前記反射面は、光源からの光を９０°偏向
させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の生
化学測定装置。
【請求項４】前記反射面による光の９０°の偏向は、全
反射によるものであることを特徴とする請求項３記載の
生化学測定装置。
【請求項５】前記試験片は、その試験紙がブロック体の
上面に設けられた窓部に直接接触して配置され、この窓
部と前記反射面は一体形成されていることを特徴とする
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の生化
学測定装置。
【請求項６】前記導光部は、反射面と一体形成されてい
ることを特徴とする請求項２記載の生化学測定装置。
【請求項７】前記光源は複数個配置され、前記補正用の
測定部は１個の補正センサからなり、各光源からの光に
対応してそれぞれ反射面及び導光部を設け、導光部によ
り各光源から導かれた光の一部を補正センサにより受光
することを特徴とする請求項２記載の生化学測定装置。