JP2005265652A - Toilet seat - Google Patents

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JP2005265652A JP2004079367A JP2004079367A JP2005265652A JP 2005265652 A JP2005265652 A JP 2005265652A JP 2004079367 A JP2004079367 A JP 2004079367A JP 2004079367 A JP2004079367 A JP 2004079367A JP 2005265652 A JP2005265652 A JP 2005265652A
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Kenji Matsumoto
松本  健志
Takakazu Yano
矢野  敬和
Masahiro Fukuda
福田  匡広
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toilet seat having a urine component measuring function, and to solve the problem wherein the measurement of a urine component requires expendables such as reagent, standard liquid or buffer solution with a troublesome maintenance and high running cost, and that the use of a maintenance free optical measuring system requires an extremely high measuring precision, because urine sugar or the like to be measured is very small in amount and measurement precision is lowered by the changes in the temperature. <P>SOLUTION: The toilet seat has a measuring optical unit for measuring urine components, a urine sampling unit and an operation/display unit. The measuring optical unit and the urine sampling unit are controlled to a temperature close to the bodily temperature by a temperature control function; and only when the urine component is measured, is the urine sampling unit protruded. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、便座に関し、尿中の物質、例えば糖類、アミノ酸、蛋白質、ビタミン等の濃度を光学式に非接触で尿成分を測定する装置に関するものである。特に、測定物質の旋光度に着目し、試料の旋光度を測定することにより、所望の成分の濃度を測定する。特に、尿糖を測定対象とし、糖尿病予備軍の健康管理に役立たせることを目的とする尿成分測定機能を持った便座に関するものである。   The present invention relates to a toilet seat, and relates to an apparatus for optically measuring the concentration of urine substances such as sugars, amino acids, proteins, vitamins and the like in a non-contact manner optically. In particular, paying attention to the optical rotation of the measurement substance, the concentration of a desired component is measured by measuring the optical rotation of the sample. In particular, the present invention relates to a toilet seat having a urine component measurement function for measuring urine sugar and making it useful for health management of a diabetic reserve army.

従来、尿成分の検査方法として、試験紙を用いる方法が一般的に行われている。これは、検査項目に応じた試薬を塗布された試験紙を用い、紙コップ等に尿を採り、これに試験紙を浸し、化学反応による試薬の色の変化から、尿成分の分析を行うものである。色の変化の検出としては、目視によるものと、光センサーによる検出方法がある。   Conventionally, as a method for inspecting urine components, a method using a test paper is generally performed. This uses a test paper coated with a reagent according to the test item, urine is collected in a paper cup, etc., and the test paper is immersed in this, and the urine component is analyzed from the change in the color of the reagent due to the chemical reaction. It is. There are two methods for detecting a color change: visual detection and detection using an optical sensor.

また、尿糖の測定には、酵素電極法が用いられ、グルコースオキシターゼ(GOD)により、尿中のグルコースが化学反応を起こし、その際に発生する電流を測定し、尿糖値を定量するものである。   In addition, the enzyme electrode method is used to measure urine sugar, glucose in urine undergoes a chemical reaction with glucose oxidase (GOD), the current generated at that time is measured, and the urine sugar value is quantified. It is.

さらに、光学的な測定方法を用いて、尿成分を測定する方法も提案されている。例えば、尿に光を照射し、その旋光性を測定する方法、分光吸光度を測定することにより、尿成分の検出を行うこと等が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 また、光学式測定法を用いた便座が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   Furthermore, a method for measuring a urine component using an optical measurement method has also been proposed. For example, it is disclosed that a urine component is detected by irradiating light to urine, measuring its optical rotation, measuring spectral absorbance, and the like (see, for example, Patent Document 1). A toilet seat using an optical measurement method has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開平9−145605号公報 (図6)JP-A-9-145605 (FIG. 6) 特開2000−258411号公報 (図6)JP 2000-258411 A (FIG. 6)

試験紙法や酵素電極法のように化学反応による尿成分の検出を行う場合、試薬や標準液や緩衝液等の消耗品があり、メンテナンスが煩わしく、ランニングコストが高いという問題がある。   When detecting urine components by chemical reaction as in the test paper method or the enzyme electrode method, there are consumables such as reagents, standard solutions, and buffer solutions, and there are problems that maintenance is troublesome and running cost is high.

また、光学式測定法を用いた場合、測定対象の尿糖等は微量であるため、非常に高い測定精度が必要であり、温度、気圧等の環境の変化の影響により、測定精度が低下するという問題がある。   In addition, when optical measurement methods are used, the amount of urine sugar to be measured is very small, so very high measurement accuracy is required, and measurement accuracy decreases due to the influence of environmental changes such as temperature and atmospheric pressure. There is a problem.

特に、旋光度測定方式の場合、測定光学系を構成する光学部品の光学特性の温度依存性が、測定値へ影響を与え、温度の変化により測定値が変化するという問題がある。   In particular, in the case of the optical rotation measurement method, there is a problem that the temperature dependence of the optical characteristics of the optical components constituting the measurement optical system affects the measurement value, and the measurement value changes due to a change in temperature.

旋光性の無い較正物質の測定を試料の測定前後どちらかで行い、その差異から試料の旋光度を求め、試料以外の変動の影響をキャンセルする方法が考えられる。較正物質としては、例えば水が考えられ、便座の場合、比較的容易にこれを引き回すことが可能である。これにより、環境温度等の比較的ゆっくりした変化はキャンセルすることができ、測定精度を向上させることができる。しかし、試料である尿は、排泄直後は、ほぼ体温と同一で36℃前後と、室温に比べ10℃以上高い場合も考えられ、試料セルに尿を導くだけで、温度変化が生じ、測定値の変動をもたらすという問題がある。   One possible method is to measure a calibration substance having no optical rotation before or after the measurement of the sample, determine the optical rotation of the sample from the difference, and cancel the influence of fluctuations other than the sample. As a calibration substance, for example, water is conceivable, and in the case of a toilet seat, it can be routed relatively easily. Thereby, a relatively slow change in the environmental temperature or the like can be canceled, and the measurement accuracy can be improved. However, immediately after excretion, the sample urine is almost the same as body temperature, around 36 ° C, and may be 10 ° C higher than room temperature. By simply introducing urine into the sample cell, a temperature change occurs, and the measured value There is a problem of bringing about fluctuations.

便座の測定光学ユニットに温度センサーを設け、温度を検知し、測定値を補正することも考えられるが、尿による温度変化は急激であり、条件により、測定光学ユニットの温度勾配も変化すると考えられ、十分な補正を行うためには、複数の温度センサーを設けるなど、装置が複雑化するという問題が生じる。   It is possible to install a temperature sensor in the measurement optical unit of the toilet seat, detect the temperature, and correct the measurement value, but the temperature change due to urine is abrupt, and the temperature gradient of the measurement optical unit is also considered to change depending on the conditions. In order to perform sufficient correction, there is a problem that the apparatus becomes complicated, such as providing a plurality of temperature sensors.

前述した課題を解決するために、本発明の便座は、尿成分を測定するための測定光学ユニットと、採尿ユニットと、演算・表示ユニットを有し、測定光学ユニット、及び採尿ユニットが、温調機能により体温近傍に温調され、尿成分測定時のみ、採尿ユニットが突出し、尿成分の測定を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the toilet seat of the present invention includes a measurement optical unit for measuring a urine component, a urine collection unit, and a calculation / display unit, and the measurement optical unit and the urine collection unit have a temperature control unit. The temperature is adjusted to the vicinity of the body temperature by the function, and the urine collection unit protrudes and measures the urine component only when measuring the urine component.

また、本発明の便座は、尿成分を測定するための測定光学ユニットと、演算・表示ユニットを有し、測定光学ユニットが、温調機能により体温近傍に温調され、尿成分測定時のみ、測定光学ユニットが突出し、尿成分の測定を行うことを特徴とする。   Further, the toilet seat of the present invention has a measurement optical unit for measuring the urine component and a calculation / display unit, and the measurement optical unit is temperature-controlled near the body temperature by the temperature adjustment function, and only when measuring the urine component, The measurement optical unit protrudes to measure urine components.

また、本発明の便座は、便座尻当て部の温調機能を利用し、測定光学ユニット、及び採尿ユニットを温調することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the toilet seat of this invention temperature-controls a measurement optical unit and a urine collection unit using the temperature control function of a toilet seat base part.

また、本発明の便座は、便座尻当て部の温調機能を利用し、測定光学ユニットを温調することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the toilet seat of this invention temperature-controls a measurement optical unit using the temperature control function of a toilet seat base part.

また、本発明の便座は、尿の旋光度を測定し、尿中の所望の成分の濃度を測定することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the toilet seat of this invention measures the optical rotation of urine, and measures the density | concentration of the desired component in urine.

また、本発明の便座は、尿成分測定前に較正物質の旋光度を測定し、2つの旋光度の測定結果の差異から試料の旋光度を求め、非測定時は、試料セルが較正物質で満たされており、体温近傍に温調されていることが好ましい。   In addition, the toilet seat of the present invention measures the optical rotation of the calibration material before measuring the urine component, obtains the optical rotation of the sample from the difference between the two optical rotation measurement results, and when not measuring, the sample cell is the calibration material. It is preferable that the temperature is satisfied and the temperature is controlled near the body temperature.

また、本発明の便座は、測定光学ユニット、及び採尿ユニットを体温±1℃の範囲に温調することが好ましい。   In the toilet seat of the present invention, it is preferable to adjust the temperature of the measurement optical unit and the urine collection unit within the range of body temperature ± 1 ° C.

(作用)
光学的に尿成分の検出を行う原理、ここでは、旋光性を持った尿成分(グルコース、ビタミン、蛋白質等)の検出を行う原理について概要を述べる。偏光面の回転角度、すなわち旋光角は、試料の濃度と光路長に比例するため、光路長が既知の場合、旋光角を測定することにより旋光性物質の成分濃度が分かる。直線偏光を試料に入射させ、試料を透過した光束を検光子へ入射させ、フォトダイオードにより光電変換し、検光子を回転したときに得られる信号強度から旋光角を求めることができる。
(Function)
An outline of the principle of optically detecting urine components, here, the principle of detecting urinary components having optical activity (glucose, vitamins, proteins, etc.) will be described. Since the rotation angle of the polarization plane, that is, the optical rotation angle is proportional to the concentration of the sample and the optical path length, when the optical path length is known, the component concentration of the optical rotatory substance can be determined by measuring the optical rotation angle. A linearly polarized light is incident on the sample, a light beam transmitted through the sample is incident on the analyzer, photoelectrically converted by a photodiode, and an optical rotation angle can be obtained from a signal intensity obtained when the analyzer is rotated.

偏光子の透過軸に対する検光子の透過軸の傾きをθとし、試料による旋光角をαとすると、フォトダイオードで受光する光強度Iは、I=T×I0cos2(θ-α)(式1)となる。ここで、Tは試料、偏光子及び検光子の反射や吸収による減衰全てを考慮した透過率、I0は入射光の強度を表す。式1より分かる様に、検光子の回転に伴い、回転角度π(rad)毎に極小点が得られる。この極小点における検光子の角度より旋光角を求める事ができる。高精度・高感度化のために、偏光面振動方式が用いられており、以下、図5を用いて説明する。光源121から出射した単色光は、偏光子駆動回路129により周波数f、角振幅θで振動している偏光子122に入射し、偏光面が回転振動する直線偏光になる。この光束を試料125に入射させ、検光子123を透過させると周波数fの信号がフォトダイオード124より得られる。このとき試料125の旋光度により、偏光面がαだけ回転している
とすると、偏光子122と検光子123を直交配置しておけば、試料125が右旋光か左旋光かにより位相の反転した信号が得られる。フォトダイオード124より得られる信号を増幅回路126で増幅し、整流/濾波回路127で同期・整流し、位相を求め、その位相に応じて、検光子駆動回路128を介して検光子123を正逆いずれかに回転させ、透過光量が最小となるように光学的零位法により検光子角度を決定する。平衡点における検光子角度が試料の旋光角に対応する。
If the inclination of the analyzer transmission axis with respect to the transmission axis of the polarizer is θ and the optical rotation angle by the sample is α, the light intensity I received by the photodiode is I = T × I 0 cos 2 (θ-α) ( Equation 1). Here, T represents the transmittance in consideration of all attenuation due to reflection and absorption of the sample, polarizer and analyzer, and I 0 represents the intensity of incident light. As can be seen from Equation 1, a minimum point is obtained for each rotation angle π (rad) as the analyzer rotates. The angle of rotation can be obtained from the angle of the analyzer at this minimum point. The polarization plane vibration method is used for high accuracy and high sensitivity, and will be described below with reference to FIG. The monochromatic light emitted from the light source 121 is incident on the polarizer 122 oscillating with the frequency f and the angular amplitude θ by the polarizer driving circuit 129, and becomes linearly polarized light whose polarization plane rotates and oscillates. When this light beam is incident on the sample 125 and transmitted through the analyzer 123, a signal having a frequency f is obtained from the photodiode 124. At this time, if the polarization plane is rotated by α depending on the optical rotation of the sample 125, the phase inversion depends on whether the sample 125 is right-handed or left-handed if the polarizer 122 and the analyzer 123 are arranged orthogonally. Signal is obtained. The signal obtained from the photodiode 124 is amplified by the amplifier circuit 126, synchronized and rectified by the rectifying / filtering circuit 127, the phase is obtained, and the analyzer 123 is forward and reverse via the analyzer driving circuit 128 according to the phase. The analyzer angle is determined by the optical null method so that the amount of transmitted light is minimized. The analyzer angle at the equilibrium point corresponds to the optical rotation angle of the sample.

偏光面を振動・回転させる方法として、機械的に偏光子を回転させる方法の他、ファラデー効果を利用するファラデーローテータや、液晶素子を用いる方法がある。   As a method of vibrating and rotating the polarization plane, there are a method of using a Faraday rotator utilizing a Faraday effect and a method of using a liquid crystal element, in addition to a method of mechanically rotating a polarizer.

ここで、液晶素子を用いて、偏光面を振動・回転させる方法として、ホモジニアス型液晶素子と4分の1波長板を組み合わせた変調方法について説明する。ホモジニアス型液晶は、断面方向で見たとき、液晶分子長軸が上下を挟む透明基板と平行になっており、また、ねじれ構造は持っていないため、平面方向で見たときも上下基板で平行に配向されている。液晶分子は、分子長軸と短軸方向で屈折率差Δnを持っており、液晶分子に電界を印加すると、電界に沿って液晶分子が立ち上がり、分子長軸方向に振動する偏光に対して屈折率が変化する。これによって、電界制御の可変波長板として機能させることができる。   Here, a modulation method combining a homogeneous liquid crystal element and a quarter-wave plate will be described as a method of vibrating and rotating the polarization plane using the liquid crystal element. When viewed in the cross-sectional direction, the homogeneous liquid crystal has the long axis of the liquid crystal molecules parallel to the transparent substrate that sandwiches the top and bottom, and since it does not have a twisted structure, it is parallel to the top and bottom substrates when viewed in the plane direction. Is oriented. Liquid crystal molecules have a refractive index difference Δn between the major axis and the minor axis. When an electric field is applied to the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules rise along the electric field and are refracted by polarized light that vibrates in the major axis direction. The rate changes. Thereby, it can function as a variable wavelength plate for electric field control.

ホモジニアス型液晶素子に液晶分子長軸と45度傾斜した直線偏光を入射させると、液晶分子長軸と平行な電界成分と垂直な電界成分で、位相差2πΔn・d/λ(d:液晶層の厚さ、λ:波長)が生じ、偏光状態が変化し、直線偏光が楕円偏光になる。このとき、楕円偏光の方位角は入射直線偏光に平行(もしくは直交)となっている。従って、入射直線偏光の偏光軸と光軸を合わせた4分の1波長板を透過させることにより、直線偏光となる。このときの偏光軸の変化が、液晶素子で受けた位相差に比例する。すなわち、液晶素子に印加する電圧により、位相変調量を制御し、ひいては旋光角度を制御することができる。   When linearly polarized light inclined by 45 degrees with respect to the liquid crystal molecule major axis is incident on the homogeneous liquid crystal element, the phase difference of 2πΔn · d / λ (d: Thickness, λ: wavelength) occurs, the polarization state changes, and linearly polarized light becomes elliptically polarized light. At this time, the azimuth angle of the elliptically polarized light is parallel (or orthogonal) to the incident linearly polarized light. Therefore, by passing through a quarter-wave plate in which the polarization axis and the optical axis of incident linearly polarized light are combined, linearly polarized light is obtained. The change in the polarization axis at this time is proportional to the phase difference received by the liquid crystal element. That is, the phase modulation amount can be controlled by the voltage applied to the liquid crystal element, and thus the optical rotation angle can be controlled.

このような測定方法を用いる場合、測定光学系は、主に、発光素子、偏光子、旋光変調素子、波長板、試料セル、受光素子から構成され、すべての光学素子は温度特性を持っており、温度変化が、測定値の変動の要因となる。   When such a measurement method is used, the measurement optical system is mainly composed of a light emitting element, a polarizer, an optical rotatory modulation element, a wave plate, a sample cell, and a light receiving element, and all the optical elements have temperature characteristics. The temperature change causes the fluctuation of the measured value.

従って、測定光学系の恒温化は、測定値の安定性の向上、ひいては、測定精度の向上に効果がある。   Therefore, the constant temperature of the measurement optical system is effective in improving the stability of the measurement value and, in turn, improving the measurement accuracy.

一方、排泄直後の尿の温度は、体温と同一であり、室温と比べ、大抵の場合、高くなっており、温調をしない場合、測定光学系と尿の温度差により、測定光学ユニットの温度変化をもたらし、測定値の変動の要因となる。従って、測定光学ユニットや較正物質を、測定前から、体温もしくはその近傍に温調しておけば、測定試料の導入時の温度変化を最小に抑えることができ、測定値の変動を最小にすることができる。   On the other hand, the temperature of the urine immediately after excretion is the same as the body temperature, and is usually higher than the room temperature. When the temperature is not adjusted, the temperature of the measurement optical unit is caused by the temperature difference between the measurement optical system and the urine. It causes changes and causes fluctuations in measured values. Therefore, if the measurement optical unit and calibration substance are temperature-controlled before or after measurement, the temperature change at the time of introduction of the measurement sample can be minimized, and the fluctuation of the measurement value is minimized. be able to.

本発明によると、測定光学ユニット及び、採尿ユニットが、それぞれ便座の温調機能を利用して、恒温制御されており、環境温度の変化による測定値の変動が生じないため、測定精度が高くなる。   According to the present invention, the measurement optical unit and the urine collection unit are controlled at a constant temperature by using the temperature control function of the toilet seat, and the measurement value does not fluctuate due to a change in the environmental temperature. .

また、便座の温調機能を利用することが可能で、新たな温調装置を付加する必要が無く、装置の複雑化、大型化を避けることができる。   Further, the temperature control function of the toilet seat can be used, and it is not necessary to add a new temperature control device, so that the device can be prevented from becoming complicated and large.

また、温調範囲を体温±1℃とすることにより、尿の温度とほぼ等しくでき、尿を採取したときの温度変化が生ぜず、測定精度の低下を防ぐことができる。さらに、試料セルに
水を入れた状態で温調することにより、水を使った較正において、温度変化の影響を最小限にでき、測定精度の低下を防ぐことができる。
Further, by setting the temperature adjustment range to body temperature ± 1 ° C., it can be made almost equal to the temperature of urine, no temperature change occurs when urine is collected, and a decrease in measurement accuracy can be prevented. Furthermore, by adjusting the temperature in a state where water is put in the sample cell, the influence of temperature change can be minimized in the calibration using water, and the decrease in measurement accuracy can be prevented.

以下、本発明に関して、好適な実施形態を挙げ、図を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について、図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態を示す便座の正面図を示している。図1に示すように、測定光学ユニット13は、便座内部に保持されており、採尿ユニット12も、非測定時には便座内部に保持されており、便座の温調機能により、体温に近い温度に調整されている。便座には、座ったときの冷たい感触を嫌い、ヒーター20を設け、温調機能を持たせたものが一般的であり、この温調機能により、採尿ユニット12と測定光学ユニット13の温調を行うことができる。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1: has shown the front view of the toilet seat which shows 1st Embodiment. As shown in FIG. 1, the measurement optical unit 13 is held inside the toilet seat, and the urine collection unit 12 is also held inside the toilet seat during non-measurement, and is adjusted to a temperature close to body temperature by the temperature control function of the toilet seat. Has been. Toilet seats generally dislike the cold feel when sitting, and are provided with a heater 20 and are provided with a temperature control function. With this temperature control function, the temperature control of the urine collection unit 12 and the measurement optical unit 13 is controlled. It can be carried out.

尿成分測定の手順を、図1を用いて説明する。始めに、便座のアーム15に備えられた測定開始のスイッチを押すことにより、採尿ユニット12が便座より突出してくる。採尿ユニット12には、尿を受けるための凹部が形成されており、また、凹部内には尿検知センサーが設置されており、尿が尿受けに溜まることにより、採尿を開始する。採尿はポンプ18により吸引されて行われ、導尿路17を通り、光学測定ユニット13に導かれ、試料セル14を満たす。所定の量を吸引後、旋光度の測定を開始する。測定終了後、測定値を便座アーム15内に設けられた演算・表示ユニット16の表示部に表示する。   The procedure for measuring urine components will be described with reference to FIG. First, by pressing a measurement start switch provided on the arm 15 of the toilet seat, the urine collection unit 12 protrudes from the toilet seat. The urine collection unit 12 has a recess for receiving urine, and a urine detection sensor is installed in the recess, and urine collection starts when urine is collected in the urine receiver. Urine collection is performed by being sucked by the pump 18, passes through the urinary channel 17, is guided to the optical measurement unit 13, and fills the sample cell 14. After sucking a predetermined amount, measurement of optical rotation is started. After the measurement is completed, the measured value is displayed on the display unit of the calculation / display unit 16 provided in the toilet seat arm 15.

採尿ユニット12には、別の水路が設けられており(図示せず)、採尿後の洗浄に用いている。測定終了後、採尿ユニット12は、便座内部に収納されると同時に、水路から水道水が供給され、ポンプ18により吸引され、導尿路17、試料セル14を洗浄し、便器に排水される。   The urine collection unit 12 is provided with another water channel (not shown) and is used for cleaning after urine collection. After completion of the measurement, the urine collection unit 12 is housed inside the toilet seat, and at the same time, tap water is supplied from the water channel, sucked by the pump 18, and the urinary channel 17 and the sample cell 14 are washed and drained into the toilet bowl.

このとき、水道水を試料セル14内に残すように設定すると、次回使用時までに、便座の温調機能により、試料セル内の水も体温近傍に温調することができる。高精度の旋光度の測定のために、旋光度の無い水による較正は有効であり、体温近傍に温調された水を用いて較正を行えば、温度変化による測定値の変動を最小に抑えることができ、より高い精度の測定が可能となる。   At this time, if the tap water is set to remain in the sample cell 14, the water in the sample cell can be adjusted to the vicinity of the body temperature by the temperature adjustment function of the toilet seat until the next use. Calibration with non-rotational water is effective for high-precision optical rotation measurement, and calibration using water conditioned near the body temperature minimizes fluctuations in measured values due to temperature changes. Measurement with higher accuracy is possible.

すなわち、尿測定を行う直前に、較正のために温水の旋光度を測定する。測定開始ボタンを押し、採尿ユニットが突出すると同時に、旋光度の測定を開始し、較正終了後、水を排出し、採尿を開始することが考えられる。また、ドアの開閉やトイレ内の人の動きを検知し、便座の蓋の開閉やトイレ内の照明のON/OFFも行われており、これらの装置と連動し、較正を開始することも考えられる。   That is, immediately before the urine measurement is performed, the optical rotation of hot water is measured for calibration. It is conceivable that the measurement start button is pushed and the urine collection unit protrudes, and at the same time, the optical rotation measurement is started. After calibration is completed, water is discharged and urine collection is started. In addition, the opening and closing of doors and the movement of people in the toilet are detected, the lid of the toilet seat is opened and closed, and the lighting in the toilet is turned on and off. It is also possible to start calibration in conjunction with these devices. It is done.

ここで、望ましい温調範囲について詳しく述べる。図4は、測定光学ユニットの温度特性の一例を示している。横軸は温度であり、縦軸は、尿成分中の主要な測定対象である糖の濃度に換算した測定値を示している。この例では、1℃あたり30mg/dl弱の変動が認めらる。一方、一般に用いられる試験紙では、50mg/dl単位で識別するようになっており、試験紙と同程度の精度を達成するためには、±1℃程度までは許容される。実際には、測定光学ユニットの温度変化は、試料との温度差より小さいため、5℃程度の温度差は許容されるが、より高精度の測定のために、±1℃程度の温度差に温調することが望ましい。   Here, a desirable temperature control range will be described in detail. FIG. 4 shows an example of temperature characteristics of the measurement optical unit. The horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents the measured value converted to the concentration of sugar, which is the main measurement target in the urine component. In this example, a fluctuation of less than 30 mg / dl per 1 ° C. is observed. On the other hand, generally used test paper is identified in units of 50 mg / dl, and up to about ± 1 ° C. is allowed in order to achieve the same accuracy as the test paper. Actually, since the temperature change of the measuring optical unit is smaller than the temperature difference from the sample, a temperature difference of about 5 ° C is allowed, but for a more accurate measurement, the temperature difference is about ± 1 ° C. It is desirable to control the temperature.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について、図を用いて説明する。図2は、第2の実施形態を示す便座を上から見た図を示している。第2の実施形態には、独立した採尿ユニットは無く、測定光
学ユニット13が可動式となっており、尿測定時に測定光学ユニットが突出してきて、採尿を行う。図2では、採尿部21に凹部が設けられており、尿がかかり、ある程度溜まると、ポンプ18により吸引し、試料セル14に導かれ、測定が開始される。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2: has shown the figure which looked at the toilet seat which shows 2nd Embodiment from the top. In the second embodiment, there is no independent urine collection unit, the measurement optical unit 13 is movable, and the measurement optical unit protrudes during urine measurement to collect urine. In FIG. 2, the urine collection unit 21 is provided with a recess, and when urine is applied and accumulates to some extent, the urine collection unit 21 sucks the urine and guides it to the sample cell 14 to start measurement.

第1の実施形態と同様に、測定光学ユニット13は、便座11の温調機能により、ほぼ体温に調整されている。このため、尿がかかることによる温度変化を最小にすることができ、測定値の変動を無くすことができる。   Similar to the first embodiment, the measurement optical unit 13 is adjusted to almost the body temperature by the temperature adjustment function of the toilet seat 11. For this reason, the temperature change due to the urine can be minimized, and the fluctuation of the measured value can be eliminated.

測定光学ユニット13は、図3に示すように、採尿部と試料セルを一体化することができ、異物混入を防止するメッシュ状のフィルター35を介して、試料セル14に直接尿をかけ、試料を採取することができる。この場合、試料セル14への吸引が不要となるという利点がある。   As shown in FIG. 3, the measurement optical unit 13 can integrate the urine collection unit and the sample cell, and urine is directly applied to the sample cell 14 via a mesh-like filter 35 that prevents foreign matter from entering. Can be collected. In this case, there is an advantage that suction to the sample cell 14 becomes unnecessary.

測定光学ユニット13は、図3に示すように、中空のパイプ状の筺体内に光学素子が配置された構造を持っており、発光部31から出射した光線が、変調部32により、偏光状態の変調を行い、試料セル14を透過し、偏光子33により、所望の偏光状態を取り出し、受光素子34により、光強度を電気信号に変換する。この電気信号を演算処理することにより、旋光度を求めることができる。旋光度を測定する光学系や算出方法については、多種の方法が考えられ、本発明に適用可能である。   As shown in FIG. 3, the measurement optical unit 13 has a structure in which an optical element is arranged in a hollow pipe-shaped housing, and the light emitted from the light emitting unit 31 is polarized by the modulation unit 32. Modulation is performed, the sample cell 14 is transmitted, a desired polarization state is taken out by the polarizer 33, and light intensity is converted into an electric signal by the light receiving element 34. By calculating this electrical signal, the optical rotation can be obtained. Various methods are conceivable for the optical system and the calculation method for measuring the optical rotation, and can be applied to the present invention.

本発明の第1の実施形態を説明する便座を上から見た図である。It is the figure which looked at the toilet seat explaining the 1st Embodiment of this invention from the top. 本発明の第2の実施形態を説明する便座を上から見た図である。It is the figure which looked at the toilet seat explaining the 2nd Embodiment of this invention from the top. 本発明の第2の実施形態を説明する測定光学ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the measurement optical unit explaining the 2nd Embodiment of this invention. 測定光学ユニットの温度特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the temperature characteristic of a measurement optical unit. 旋光度を用いて尿成分を定量化する方法を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the method of quantifying a urine component using an optical rotation.

符号の説明Explanation of symbols

12 採尿ユニット
13 測定光学ユニット
14 試料セル
16 演算・表示ユニット
20 ヒーター



12 Urine Collection Unit 13 Measurement Optical Unit 14 Sample Cell 16 Arithmetic / Display Unit 20 Heater



Claims (8)

尿成分を測定するための測定光学ユニットと、採尿ユニットと、演算・表示ユニットとを有し、前記測定光学ユニットおよび前記採尿ユニットが、温調機能により体温近傍に温調され、尿成分測定時のみ、前記採尿ユニットが突出する便座。 A measurement optical unit for measuring urine components, a urine collection unit, and a calculation / display unit. The measurement optical unit and the urine collection unit are temperature-controlled near the body temperature by a temperature adjustment function, Only the toilet seat from which the urine collection unit protrudes. 尿成分を測定するための測定光学ユニットと、演算・表示ユニットとを有し、前記測定光学ユニットが、温調機能により体温近傍に温調され、尿成分測定時のみ、前記測定光学ユニットが突出する便座。 It has a measurement optical unit for measuring urine components and a calculation / display unit. The measurement optical unit is temperature-controlled near the body temperature by the temperature adjustment function, and the measurement optical unit protrudes only when measuring urine components. Toilet seat. 便座尻当て部の温調機能を利用し、前記測定光学ユニットおよび前記採尿ユニットを温調することを特徴とする請求項1に記載の便座。 2. The toilet seat according to claim 1, wherein the temperature of the measurement optical unit and the urine collection unit are controlled by using a temperature control function of a toilet seat base. 便座尻当て部の温調機能を利用し、前記測定光学ユニットを温調することを特徴とする請求項2に記載の便座。 The toilet seat according to claim 2, wherein the temperature of the measurement optical unit is controlled using a temperature control function of a toilet seat base. 尿の旋光度を測定し、尿中の所望の成分の濃度を測定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の便座。 The toilet seat according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical rotation of urine is measured and the concentration of a desired component in urine is measured. 尿成分測定前に較正物質の旋光度を測定し、該較正物質の旋光度と前記尿の旋光度それぞれの測定結果の差異から尿の旋光度を求め、尿成分を測定しない時は、試料セルが前記較正物質で満たされており、体温近傍に温調されていることを特徴とする請求項5に記載の便座。 Before measuring the urine component, measure the optical rotation of the calibration substance, determine the optical rotation of the urine from the difference in the measurement results of the optical rotation of the calibration substance and the urine and measure the urine component. The toilet seat according to claim 5, wherein the toilet seat is filled with the calibration substance and is temperature-controlled near the body temperature. 前記測定光学ユニットおよび前記採尿ユニットを体温±1℃の範囲に温調することを特徴とする請求項1、請求項3、請求項5または請求項6に記載の便座。 The toilet seat according to claim 1, 3, 5, or 6, wherein the temperature of the measurement optical unit and the urine collection unit is adjusted to a range of body temperature ± 1 ° C. 前記測定光学ユニットを体温±1℃の範囲に温調することを特徴とする請求項2、請求項4、請求項5または請求項6に記載の便座。 The toilet seat according to claim 2, 4, 5, or 6, wherein the temperature of the measuring optical unit is adjusted to a range of body temperature ± 1 ° C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010117163A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Horiba Ltd Polarimeter and method for calibrating polarimeter

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