JP2016090250A - 分光測定装置及び保管ケース - Google Patents
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Abstract
【解決手段】生体検査装置1は、入射する光に含まれる測定対象波長の光の光量を取得する測定モジュール10と、測定モジュール10を収納し、測定モジュール10に向かう光を通過させる窓部23を有する筐体20と、を備えている。筐体20には、当該筐体20の表面22Aのうちの、少なくとも窓部23を囲む領域に粘着部材24が設けられている。この粘着部材24は、測定モジュール10に向かう光の光軸Lに沿う方向に見た平面視において、窓部23よりも外側で当該窓部23を囲む、少なくとも測定対象波長を含む測定波長域の光を遮る遮光部241を有する。
【選択図】図2
Description
特許文献1には、赤外LED(Light Emitting Diode)及び緑色LEDを含む発光手段を発光させて、対象からの光をフォトダイオード(受光手段)で受光し、受光結果から脈拍を検出する脈拍検出装置が記載されている。
本適用例では、窓部が設けられた側から分光測定装置を、測定の対象に対して押し当てた際に、粘着部材を介して、筐体を対象に密着させることができる。これにより、対象に密着している粘着部材の遮光部によって外光を遮ることができる。したがって、対象と筐体との間の隙間、及び窓部を通過した、測定波長域の光を含む外光が、筐体内部に到達して、測定モジュールで受光されることを抑制でき、測定精度を向上させることができる。
なお、上記所定の閾値は、上記窓部の界面における反射の影響を許容できる程度の値であり、少なくとも空気と透光部材との屈折率差よりも小さい値である。
このような構成では、筐体の所定の位置に粘着部材を配置することができ、すなわち、筐体の所定の位置に遮光部を配置することができる。したがって、上記適用例の効果を取得可能な分光測定装置をより確実かつ容易に構成することができる。
図1は、本発明の分光測定装置の一実施形態に係る生体検査装置1と、生体検査装置1に貼着される粘着部材24を含む粘着シート30を保管する保管ケース40との概略構成を示す斜視図である。
図1に示す、生体検査装置1は、測定対象、例えば測定者の腕等の測定対象に密着した状態で、当該測定対象に対して光を照射し、その分光スペクトルを取得し、当該分光スペクトルを用いて生体に含まれる成分を分析する。この生体検査装置1は、後に詳述するが、測定対象に筐体20が密着するように、測定時に測定対象側に向けられる対向部の表面の所定の位置に粘着部材24が取り付けられている。この粘着部材24は、剥離シート31、32に貼着された状態で、図1に示す保管ケース40に収納されている。そして、当該保管ケース40を用いて、粘着シート30を、対向部の表面の所定の位置に取り付けることができる。粘着シート30及び保管ケース40の構成については、後に詳述する。
図2は、生体検査装置1の概略構成を示す図である。
本実施形態の生体検査装置1は、本発明の分光測定装置に相当し、図2に示すように、測定モジュール10と、当該測定モジュール10を収納する筐体20と、を備えている。この生体検査装置1は、一例として、体内を流れる血液の酸素飽和度を測定する構成を例示する。
測定モジュール10は、図2に示すように、波長可変干渉フィルター5、光源部11、受光部12及び回路基板13を有する。これら光源部11、波長可変干渉フィルター5、及び受光部12は、筒状のモールド樹脂14によって覆われ、回路基板13に一体的に固定される。
図3は、波長可変干渉フィルター5の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、分光素子であり、測定対象から反射された光から所定波長の光を透過させる。この波長可変干渉フィルター5は、透光性の固定基板51及び可動基板52を備え、これらの固定基板51及び可動基板52が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜53により接合されることで、一体的に構成されている。このような波長可変干渉フィルター5は、例えば分光素子としてAOTF(Acousto-Optic Tunable Filter)やLCTF(Liquid crystal tunable filter)を用いる場合等に比べて素子サイズが小さくでき、測定モジュール10の小型化を図ることができる。
固定電極561は、電極配置溝511において、例えば反射膜設置部512を囲う環状に形成されている。
この固定反射膜54としては、例えばAg等の金属膜や、Ag合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をTiO2、低屈折層をSiO2とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜(または合金膜)を積層した反射膜や、金属膜(または合金膜)上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層(TiO2やSiO2等)と金属膜(または合金膜)とを積層した反射膜などを用いてもよい。
可動部521は、保持部522よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板52の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部521は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置部512の外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部521には、可動電極562及び可動反射膜55が設けられている。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部522を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点を中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
図2に戻り、光源部11は、筐体20に設けられた後述する窓部23から測定対象に対して、光を照射する。照射する光としては、成分分析を実施するに当って、分析対象の成分の吸収波長(固有波長)を含む光であればよく、例えば、可視光域から近赤外光域の光を照射する。この光源部11は、例えば、LEDやOLED(Organic Light Emitting Diode)や抵抗発熱体等の光源111が、透光性の支持基板112に設けられている。なお、光源111は、後述する波長可変干渉フィルター5の光軸に沿って、測定対象Xから波長可変干渉フィルター5に向かう光の光路に重ならない位置に配置されている。また、光源111の波長可変干渉フィルター5側には、当該光源111からの光を、波長可変干渉フィルター5とは反対側に位置する測定対象Xに向かって反射させるリフレクター等の導光部材が適宜配置されている。
筐体20は、図2に示すように、内部に収容空間が形成され、この収容空間内に測定モジュール10が収納される。
なお、筐体20の表面には、表示部25や、ユーザーの指示を受け付ける操作ボタン(図示省略)等が設けられている。また、筐体20は、生体検査装置1を使用者の腕等の対象に取り付けるための帯状のバンド部26が設けられている。
固定部21の内面には、回路基板13が接着剤等によって固定されている。
対向部22には、有効領域A1と重なる位置に、測定対象からの光を内部に導く窓部23が形成されている。なお、本実施形態では、図1に示すように、対向部22と、光源部11との間にも、透光性の樹脂15が充填されており、空気層が形成されることによる反射を抑制できる。
窓部23は、図1及び図4に示すように、筐体20に設けられた開口231に、透光部材232が配置されて構成される。透光部材232は、ガラス、石英、ポリカーボネート、及びアクリル等の透光性を有する材料で形成される。
なお、遮光部241は、導電性フィラーを含有することで、粘着性が低下する場合があるため、透光部242のサイズを適宜調整することで、粘着部材24の全体において、所望の粘着力を得ることができる。
図5は、粘着シートの構成を模式的に示す図であり、図5(A)は、粘着シート30を厚み方向に見た平面図であり、図5(B)は、粘着シート30を厚み方向に切断した断面を示す断面図である。
粘着シート30は、図5(B)に示すように、粘着部材24と、当該粘着部材24を厚み方向に挟むように配置され、粘着部材24を剥離可能な第1剥離シート31及び第2剥離シート32と、を備える。
厚み方向に見た平面視において、第1剥離シート31及び第2剥離シート32の外形は、略矩形状であり、筐体20の対向部22の外形と略一致する。
第1剥離シート31は、図5(A)に示すように、矩形の一辺から、第1剥離シート31の外側に向かって当該一辺に直交する方向に突出する突出部311を有する。この突出部311は、厚み方向に見た平面視において、略矩形状の外形を有する。なお、後述するが、粘着シート30が、保管ケースに40に収納される際に、突出部311は保管ケース40に設けられた第1溝部425に配置される。
図6は、保管ケース40の概略構成を示す斜視図である。
図6に示す保管ケース40は、複数の粘着シート30を内部に収納する(図1参照)。また、保管ケース40は、生体検査装置1の所定の位置に粘着部材24を貼着する際の治具として使用される。
この保管ケース40は、図6に示すように、略矩形状の底部41と、底部41の外周縁部から起立し、前記底部41の周囲を囲む側壁部42と、を備える。この底部41及び側壁部42によって形成された凹部43に粘着シート30が収納される。
底部41の側壁部42に囲まれた内面41Aは、粘着シート30が載置される載置面として機能する。底部41の厚み方向に見た平面視において、側壁部42の内壁面42Aは、筐体20の外周縁20Aや、粘着シート30(各剥離シート31,32)の外周縁30Aよりも略同じか僅かに外側に位置する。これにより、粘着シート30が撓むことなく、底部41の内面41Aに配置される。
これら各側壁部421〜424のうちの第1側壁部421は、第1溝部425を備える。第1溝部425には、保管ケース40に粘着シート30が収納された状態で、第1剥離シート31の突出部311が配置される。第1溝部425は、底部41に直交し、対向する一対の第1溝内面425Aを有する。この第1溝部425は、一対の第1溝内面425A間の距離、すなわち、当該第1溝部425の幅寸法が、突出部311の幅寸法(突出方向と直交する方向の寸法)よりも僅かに大きいか、略同じとなるように形成されている。また、第1溝部425は、側壁部421の中央部分の一部に設けられ、上記厚み方向に底部41に達している。
第2溝部426は、保管ケース40に生体検査装置1が配置された状態で、当該生体検査装置1のバンド部26が配置される。この第2溝部426は、それぞれ、一対の第2溝内面426A間の距離、すなわち、当該第2溝部426の幅寸法が、バンド部26の幅寸法(帯状のバンド部26の幅方向の寸法)よりも僅かに大きいか、略同じとなるように形成されている。
なお、第2溝部426の深さ寸法は、保管ケース40に生体検査装置1が配置された状態で、第2溝部426の溝底面がバンド部26と干渉することがない寸法に設定されている。
また、側壁部42及び第2溝部426は、筐体20の外周縁20Aの少なくとも一部に当接して当該筐体20の位置を規制する、本発明の第2規制部として機能する。なお、第2規制部としての機能については、後述する。
図7〜図9は、底部41が水平となるように載置された保管ケース40を鉛直方向に見た上面図である。なお、図7及び図8では、保管ケース40には粘着シート30が収納されている。また、図9では、生体検査装置1が保管ケース40に配置されている。なお、図7〜図9では、保管ケース40の内壁面42Aと、生体検査装置1の筐体20及び粘着シート30との間の間隙寸法を実際よりも大きく図示している。
保管ケース40の底部41上には、複数(図示例では5枚)の粘着シート30が、鉛直方向に積層された状態で、保管ケース40に収納される(図1参照)。この際、粘着シート30は、図7に示すように、各剥離シート31,32の外周縁(粘着シート30の外周縁30A)が保管ケース40の内壁面42Aに沿うように、保管ケース40に収納される。また、第1剥離シート31の突出部311が第1溝部425を通過し、当該突出部311の突出方向に沿う外縁部が第1溝内面425Aに沿うように、粘着シート30が収納されている。これにより、粘着シート30を保管ケース40の所定位置に配置することができる。また、使用者は、突出部311を用いて、粘着シート30の取り出しや、収納を容易に行うことができる。
ここで、生体検査装置1の筐体20は、対向部22の直交方向に見た際の外周縁20Aが、保管ケース40の内壁面42Aよりも僅かに小さくなるように形成されている。このため、生体検査装置1は、外周縁20Aの少なくとも一部が内壁面42Aに当接し、接離方向に直交する水平面における位置が規制された状態で鉛直方向に移動される。なお、筐体20の外周縁20Aと内壁面42Aとの間には、保管ケース40に収納された生体検査装置1が、滑らかに移動可能で、かつ、水平面内における保管ケース40に対する生体検査装置1の位置がずれることがないように、所定のクリアランス(例えば0.6mmの隙間)が設けられている。これにより、生体検査装置1が保管ケース40の内壁面42Aに沿って移動するため、保管ケース40内部での位置ズレを抑制でき、対向部22の所定の位置に粘着部材24を貼着できる。
本実施形態では、筐体20の表面のうちの対向部22における窓部23を含む領域に粘着部材が設けられる。この粘着部材24は、測定モジュール10に受光される光の光軸Lに沿う方向に見た平面視において、窓部23よりも外側に遮光部241を有する。
このような構成では、窓部23が設けられた側から生体検査装置1を、測定対象Xに対して押し当てた際に、粘着部材24を介して、筐体20を測定対象Xに密着させることができる。この際、測定対象Xに密着している粘着部材24の遮光部241によって、測定波長域の光を含む外光を遮ることができる。したがって、測定対象Xと筐体20との間の隙間、及び窓部23を通過した外光が、筐体20の内部に到達して、測定モジュール10で受光されることを抑制でき、測定精度を向上させることができる。
また、粘着部材24により、筐体20を密着させることにより、生体検査装置1と、測定対象Xとの位置ズレを抑制でき、測定精度を向上させることができる。
本発明は上述の各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、粘着部材24は、筐体20の対向部22の予め設定された所定領域の全域に貼着されている構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光軸Lに沿って見た平面視において、遮光部241が窓部23よりも外側に、当該窓部23の全周を囲む領域に貼着されていればよい。このような構成であれば、遮光部241は、上記平面視において、窓部23に外縁に沿う位置よりも外側に貼着されていてもよい。
また、粘着部材24における窓部23よりも外側の全領域が遮光部241でもよい。また、上記平面視における、遮光部241よりも内側の領域(例えば、窓部23と重なる領域)に透光部242を設けなくてもよい。また、遮光部241の外側の領域にも透光部242を設けず、遮光部241のみを有する粘着部材24を採用してもよい。
上記実施形態では、遮光部241が、導電性を有する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、導電性を有さない構成としてもよい。
また、バンド部26を設けない場合、保管ケース40に第2溝部426を設けなくてもよい。
上記実施形態では、表示部25としての出力装置や図示しない操作ボタン等の入力装置を備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、上記入力装置及び出力装置を備えない構成としてもよい。なお、このような構成では、生体検査装置1は、有線通信や無線通信によって外部装置と通信可能に構成され、外部装置からの制御信号に基づいて、測定開始や測定終了等の各種動作が制御されてもよい。また、生体検査装置1は、測定結果を外部装置に送信してもよい。
例えば、固定電極561の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極562の代わりに第二誘電コイル又は永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
さらに、静電アクチュエーター56の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部522に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部522を撓ませることができる。
例えば、固定基板51及び可動基板52が接合されておらず、これらの基板間に圧電素子等の反射膜間ギャップを変更するギャップ変更部が設けられる構成などとしてもよい。
また、2つ基板により構成される構成に限られない。例えば、1つの基板上に犠牲層を介して2つの反射膜を積層し、犠牲層をエッチング等により除去してギャップを形成した波長可変干渉フィルターを用いてもよい。
上記実施形態では、測定対象波長を変更可能な分光フィルターを備える測定モジュールを備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、所定の測定波長における分光測定を実施可能な測定モジュールを採用してもよい。
425…第1溝部(第1規制部)、426…第2溝部(第2規制部)、L…光軸、X…測定対象。
Claims (8)
- 入射する光に含まれる測定対象波長の光の光量を取得する測定モジュールと、
前記測定モジュールを収納し、前記測定モジュールに向かう光を通過させる窓部を有する筐体と、を備え、
前記筐体には、当該筐体の表面のうちの、少なくとも前記窓部を囲む領域に粘着部材が設けられ、
前記粘着部材は、前記測定モジュールに向かう光の光軸に沿う方向に見た平面視において、前記領域における前記窓部よりも外側で当該窓部を囲み、少なくとも前記測定対象波長を含む測定波長域の光を遮る遮光部を有する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置において、
前記遮光部は、前記平面視において、前記粘着部材の外周縁よりも内側に設けられる
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項2に記載の分光測定装置において、
前記遮光部は、前記平面視において、前記窓部の外縁に沿って設けられる
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
前記粘着部材は、少なくとも前記測定波長域の光を透過させる透光部を有し、前記遮光部及び前記透光部が一体成形される
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
前記粘着部材は、前記平面視において前記窓部と重なる位置に設けられ、少なくとも前記測定波長域の光を透過させる透光部を有し、
前記窓部は、前記筐体に設けられた開口と、当該開口に配置された透光部材とを有し、
前記透光部は、前記透光部材との屈折率差が所定の閾値以下である
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
当該分光測定装置を制御する制御部が設けられた回路基板を備え、
前記遮光部は、炭素系導電性フィラーを含有して導電性を有し、
前記筐体は、前記遮光部と前記回路基板とを導通させる配線を有する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
前記測定モジュールは、
対象に光を照射する光源部と、
前記対象からの光から所定の波長の光を選択して出射させ、かつ出射させる光の波長を変更可能な分光フィルターと、
前記分光フィルターからの光を受光する受光部と、を備える
ことを特徴とする分光測定装置。 - 入射する光に含まれる測定対象波長の光の光量を取得する分光測定装置の表面の少なくとも一部に設けられる粘着部材に剥離シートを貼着した粘着シートを複数収納する保管ケースであって、
前記分光測定装置は、
前記光量を取得する測定モジュールと、
前記測定モジュールを収納し、前記測定モジュールに向かう光を通過させる窓部を有する筐体と、を備え、
前記筐体の表面には、少なくとも前記窓部を囲み、粘着部材が設けられる領域が設定され、
前記粘着部材は、前記測定モジュールに向かう光の光軸に沿う方向に見た平面視において、前記領域における前記窓部よりも外側で当該窓部を囲み、少なくとも前記測定対象波長を含む測定波長域の光を遮る遮光部を有し、
前記保管ケースは、
前記粘着シートが載置される載置面を有する底部と、
前記載置面の周囲に連続し、前記底部と接離する方向に沿って設けられた側壁部と、を備え、
前記側壁部は、
前記剥離シートの外周縁の少なくとも一部に当接し、前記接離する方向に直交する面内における前記剥離シートの位置を規制する第1規制部と、
前記窓部を前記載置面に向けて、前記分光測定装置を前記底部に対して前記接離する方向に移動させる際に、前記筐体の外周縁の少なくとも一部に当接し、前記接離する方向に見て前記粘着部材と前記領域とが重なるように、前記直交する面内における前記分光測定装置の位置を規制する第2規制部と、を備える
ことを特徴とする保管ケース。
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JP2015158618A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 |
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