JP2022180677A - Blood sugar measuring device - Google Patents

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infrared
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blood sugar
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infrared rays
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貴士 横山
Takashi Yokoyama
美能留 今枝
Minoru Imaeda
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

To reduce the size of a blood sugar measuring device for noninvasively measuring a blood sugar level, reduce the cost of the blood sugar measuring device, and increase the output of a light source provided in the blood sugar measuring device.SOLUTION: A blood sugar measuring device 1 is provided with infrared radiators 11, 12 and a detector 41. Each of the infrared radiators has a radiation surface. The infrared radiator is provided with a metamaterial. The infrared radiator emits infrared heat from the radiation surface. The peak wavelength of infrared radiation depends on the structure of the metamaterial. The detector detects an amount that reflects the amount of infrared radiation absorbed by glucose in a living body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、血糖値測定装置に関する。 The present invention relates to a blood sugar level measuring device.

糖尿病の治療が行われる場合は、インシュリン注射が行われる。インシュリン注射が行われる場合は、血糖値の測定が行われる。血糖値の測定は、インシュリン注射のタイミング及び治療の効果を把握するために行われる。 If diabetes is treated, insulin injections are given. When insulin injections are given, blood glucose measurements are taken. Blood glucose measurements are taken to determine the timing of insulin injections and the effect of therapy.

血糖値の測定が行われる際には、針の先端が血管内に達するまで針が人体に刺されて血液が採取される。また、採取された血液が検体チップに接触させられる。針、検体チップ等の消耗品は、血糖値の測定が行われるたびに廃棄される。しかし、針の先端が血管内に達するまで針を人体に刺す行為は、侵襲的である。このため、当該行為は、痛み及び感染症に罹患する危険を伴う。また、針、検体チップ等の消耗品を血糖値の測定が行われるたびに廃棄することは、針、検体チップ等の消耗品に大きな費用を費やさなければならないという問題を引き起こす。針、検体チップ等の消耗品に1年間で費やされるコストは、日本国においては、20万円程度に達する。これらの問題は、糖尿病の予防又は血糖値の改善のために血糖値の測定を行うことの障害ともなる。 When a blood sugar level is measured, blood is collected by sticking a needle into the human body until the tip of the needle reaches the inside of the blood vessel. Also, the collected blood is brought into contact with the specimen chip. Consumables such as needles and sample chips are discarded each time a blood glucose level is measured. However, the act of sticking the needle into the human body until the tip of the needle reaches the inside of the blood vessel is invasive. For this reason, the act involves pain and the risk of contracting an infection. Moreover, discarding consumables such as needles and sample chips each time a blood glucose level is measured causes the problem of having to spend a large amount of money on consumables such as needles and sample chips. The annual cost for consumables such as needles and sample chips reaches about 200,000 yen in Japan. These problems also impede the measurement of blood sugar levels for prevention of diabetes or improvement of blood sugar levels.

血糖値の測定を低侵襲で行うことも検討されている。血糖値の測定が低侵襲で行われる場合は、針の先端が皮膚内に達するまで針が人体に刺されて間質液が採取される。針の先端は、血管内に達しなくてもよい。また、採取された間質液がパッチに取り入れられる。また、取り入れられた間質液中のグルコース濃度が測定される。針、パッチ等の消耗品は、約2週間で交換される。しかし、針の先端が皮膚内に達するまで針を人体に刺す行為も、感染症に罹患する危険を伴う。また、針、パッチ等の消耗品を約2週間で交換することは、針、パッチ等の消耗品費用を費やさなければならないという問題を引き起こす。これらの問題は、糖尿病の予防又は血糖値の改善のために血糖値の測定を行うことの障害ともなる。 Minimally invasive measurement of blood glucose level is also being considered. When the blood glucose level is measured minimally invasively, interstitial fluid is collected by inserting a needle into the human body until the tip of the needle reaches the skin. The tip of the needle need not reach into the blood vessel. Also, the interstitial fluid that has been collected is incorporated into the patch. Also, the glucose concentration in the ingested interstitial fluid is measured. Consumables such as needles and patches are replaced every two weeks. However, the act of sticking the needle into the human body until the tip of the needle reaches the skin also entails the risk of contracting an infectious disease. Moreover, exchanging consumables such as needles and patches every two weeks raises the problem of having to spend the cost of consumables such as needles and patches. These problems also impede the measurement of blood sugar levels for prevention of diabetes or improvement of blood sugar levels.

このため、血糖値の測定を非侵襲で行うことも検討されている。血糖値の測定が非侵襲で行われる場合は、赤外線が人体に照射される。また、赤外線が人体に照射されている間に人体から到来する赤外線の強度が検出される。また、間質液中のグルコースによる赤外線の吸収量から間質液中のグルコース濃度が算出される。血糖値の測定が非侵襲で行われた場合は、痛み及び感染症に罹患する危険を解消することができる。また、消耗品に費やされる費用をなくすことができる。このため、血糖値の測定を非侵襲で行うことができるようになった場合は、糖尿病の予防又は血糖値の改善のために血糖値の測定を行うこともできるようになる。 Therefore, non-invasive measurement of blood sugar level is also being considered. When the blood glucose level is measured non-invasively, the human body is irradiated with infrared rays. Also, the intensity of the infrared rays coming from the human body is detected while the infrared rays are being irradiated to the human body. Further, the glucose concentration in the interstitial fluid is calculated from the absorption amount of infrared rays by glucose in the interstitial fluid. Pain and the risk of infection can be eliminated if the blood glucose level is measured non-invasively. Also, the cost spent on consumables can be eliminated. Therefore, if it becomes possible to noninvasively measure the blood sugar level, it will also be possible to measure the blood sugar level in order to prevent diabetes or improve the blood sugar level.

特許文献1は、血糖計を開示する。血糖計においては、中赤外光のレーザー光が、被験者の生体上皮に対して照射される。また、レーザー光の拡散反射光が、光検出器で検出される。また、グルコースによる吸収から間質液中のグルコース濃度が測定される。レーザー光を発振する光源は、QスイッチNd:YAGレーザ等及び光パラメトリック発振器(OPO)を備える(段落0021-0023)。 Patent Literature 1 discloses a blood glucose meter. In the blood glucose meter, a mid-infrared laser beam is irradiated onto the biological epithelium of a subject. Also, the diffusely reflected light of the laser light is detected by the photodetector. Also, the glucose concentration in the interstitial fluid is measured from the absorption by glucose. A light source that oscillates laser light includes a Q-switched Nd:YAG laser or the like and an optical parametric oscillator (OPO) (paragraphs 0021-0023).

特許文献2は、測定装置を開示する。測定装置においては、フーリエ変換赤外分光(FTIR)装置から出力される赤外光が、サンプルの赤外光吸収スペクトルに相当する減衰を受ける。また、減衰を受けた光が、検出器で検出される。また、グルコースの吸光スペクトルを用いて血糖値が測定される(段落0022-0023)。 Patent Literature 2 discloses a measuring device. In the measurement device, infrared light output from a Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) device undergoes attenuation corresponding to the infrared light absorption spectrum of the sample. Also, the attenuated light is detected by a detector. Also, the blood sugar level is measured using the absorption spectrum of glucose (paragraphs 0022-0023).

特開2018-199080号公報JP 2018-199080 A 特開2019-37752号公報JP 2019-37752 A

非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置は、サイズが大きい、コストが高い、光源の出力を大きくすることが困難であり測定の精度を高くすることが困難である等の問題を有する。 Blood glucose level measuring devices that measure blood glucose levels non-invasively have problems such as being large in size, being expensive, and being difficult to increase the output of the light source and to improve the measurement accuracy. .

例えば、特許文献1に開示された血糖計においては、QスイッチNd:YAGレーザ等のエネルギー効率が低いため、QスイッチNd:YAGレーザ等に電力を供給する電源のサイズが大きくなり、QスイッチNd:YAGレーザ等を冷却するための冷却系が必要になり冷却機構が必要になる。このため、当該血糖計は、サイズが大きい、コストが高い、光源の出力を大きくすることが困難である等の問題を有する。 For example, in the blood glucose meter disclosed in Patent Document 1, the energy efficiency of the Q-switched Nd:YAG laser or the like is low, so the size of the power supply for supplying power to the Q-switched Nd:YAG laser or the like is large, and the Q-switched Nd : A cooling system for cooling the YAG laser or the like is required, and a cooling mechanism is required. Therefore, the blood glucose meter has problems such as a large size, high cost, and difficulty in increasing the output of the light source.

また、特許文献2に開示された測定装置においては、FTIR装置のサイズが大きく、FTIR装置のエネルギー効率が低く、FTIR装置のコストが高い。このため、当該測定装置は、サイズが大きい、コストが高い、光源の出力を大きくすることが困難である等の問題を有する。 Moreover, in the measuring device disclosed in Patent Document 2, the size of the FTIR device is large, the energy efficiency of the FTIR device is low, and the cost of the FTIR device is high. For this reason, the measuring apparatus has problems such as a large size, high cost, and difficulty in increasing the output of the light source.

本発明は、これらの問題に鑑みてなされた。本発明は、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置のサイズを小さくし、当該血糖値測定装置のコストを低くし、当該血糖値測定装置に備えられる光源の出力を大きくすることを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems. The present invention aims to reduce the size of a blood sugar level measuring device that measures blood sugar levels in a non-invasive manner, reduce the cost of the blood sugar level measuring device, and increase the output of a light source provided in the blood sugar level measuring device. aim.

本発明は、血糖値測定装置に関する。 The present invention relates to a blood sugar level measuring device.

血糖値測定装置は、赤外線放射器及び検出器を備える。 A blood glucose measuring device comprises an infrared emitter and a detector.

赤外線放射器は、放射面を有する。赤外線放射器は、メタマテリアルを備える。赤外線放射器は、赤外線を放射面から熱放射する。赤外線のピーク波長は、メタマテリアルの構造に応じた波長である。 The infrared radiator has a radiating surface. An infrared emitter comprises a metamaterial. An infrared radiator thermally radiates infrared rays from a radiation surface. The infrared peak wavelength is a wavelength according to the structure of the metamaterial.

検出器は、生体中のグルコースによる赤外線の吸収量を反映する量を検出する。 A detector detects an amount that reflects the amount of infrared radiation absorbed by glucose in a living body.

本発明によれば、冷却系を必要とせず高いエネルギー効率を有する赤外線放射器により熱放射された赤外線を用いてグルコースによる赤外線の吸収量が特定される。これにより、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖測定装置のサイズを小さくすることができる。また、当該血糖値測定装置のコストを低くすることができる。また、当該血糖値測定装置に備えられる光源の出力を大きくすることができる。 According to the present invention, the amount of infrared radiation absorbed by glucose is determined using the infrared radiation thermally radiated by an infrared radiator that does not require a cooling system and has high energy efficiency. As a result, it is possible to reduce the size of the blood sugar measuring device that measures the blood sugar level in a non-invasive manner. Also, the cost of the blood sugar level measuring device can be reduced. Also, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device can be increased.

この発明の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 Objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent with the following detailed description and accompanying drawings.

第1実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating the blood sugar level measuring device of the first embodiment; FIG. 第1実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the first embodiment; グルコースの吸光度スペクトル、並びに第1実施形態、第2実施形態及び第5実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフである。5 is a graph showing an example of an absorbance spectrum of glucose and an infrared radiant intensity spectrum thermally radiated by an infrared radiator provided in the blood glucose level measuring devices of the first, second, and fifth embodiments. 第1実施形態から第5実施形態までの血糖値測定装置に備えらえる熱放射板を模式的に図示する斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a heat radiation plate provided in the blood glucose level measuring devices according to the first to fifth embodiments; 第1実施形態の血糖値測定装置に備えらえる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射エネルギースペクトル、及び通常の赤外線ヒーターにより熱放射される赤外線の放射エネルギースペクトルの例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of a radiant energy spectrum of infrared rays thermally radiated by an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the first embodiment and an example of a radiant energy spectrum of infrared rays thermally radiated by a normal infrared heater. 第2実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a second embodiment; 第2実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the second embodiment; 第3実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a third embodiment; 第3実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the third embodiment; グルコースの吸光度スペクトル、並びに第3実施形態及び第4実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフである。7 is a graph showing an example of an absorbance spectrum of glucose and an infrared radiant intensity spectrum thermally radiated by an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the third embodiment and the fourth embodiment. 第4実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a fourth embodiment; 第4実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in a blood glucose level measuring device according to a fourth embodiment; 第4実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically illustrating an infrared radiator provided in a blood glucose level measuring device according to a fourth embodiment; 第5実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a fifth embodiment; 第5実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in a blood glucose level measuring device according to a fifth embodiment; 第5実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically illustrating an infrared radiator provided in a blood glucose level measuring device according to a fifth embodiment; 第6実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a sixth embodiment; 赤外線放射器11から生体LBに向かう赤外線の光路の途中に赤外線透過フィルタFTを配置する様子を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing how an infrared transmitting filter FT is arranged in the middle of an infrared optical path from an infrared radiator 11 to a living body LB; 図18に示した場合における、フィルタFTの配置による赤外線の放射スペクトルの変化を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing changes in the infrared radiation spectrum due to the placement of the filter FT in the case shown in FIG. 18; 一般的な赤外線ヒータHTから出射される赤外線の光路の途中に図18と同じフィルタFTを配置する様子を示す模式図である。FIG. 19 is a schematic diagram showing how the same filter FT as in FIG. 18 is arranged in the middle of the optical path of infrared rays emitted from a general infrared heater HT. 図20に示した場合における、フィルタFTの配置による放射スペクトルの変化を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing changes in radiation spectrum due to the arrangement of filters FT in the case shown in FIG. 20; 第1実施形態から第6実施形態までの血糖値測定装置に備えられる熱放射板の別例を模式的に図示する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating another example of a heat radiation plate provided in the blood glucose level measuring devices of the first to sixth embodiments; 第1実施形態から第6実施形態までの血糖値測定装置に備えられる熱放射板の別例を模式的に図示する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating another example of a heat radiation plate provided in the blood glucose level measuring devices of the first to sixth embodiments; 第1実施形態から第6実施形態までの血糖値測定装置に備えられる熱放射板の別例を模式的に図示する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating another example of a heat radiation plate provided in the blood glucose level measuring devices of the first to sixth embodiments;

1 第1実施形態
1.1 血糖値測定装置の構成
図1は、第1実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。図2は、第1実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。図3は、グルコースの吸光度スペクトル及び第1実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフである。図3においては、縦軸に吸光度及び放射強度がとられている。また、横軸に波数がとられている。
1. First Embodiment 1.1 Configuration of Blood Glucose Level Measuring Device FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the first embodiment. FIG. 3 is a graph showing an example of an absorbance spectrum of glucose and an infrared radiant intensity spectrum thermally radiated by an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the first embodiment. In FIG. 3, the vertical axis is the absorbance and the radiant intensity. Also, the horizontal axis represents the wave number.

図1に図示される第1実施形態の血糖値測定装置1は、生体LBに照射される赤外線IR1及びIR2の各々がひとつのピーク波長しか有しない波長独立型の血糖値測定装置である。 The blood sugar level measuring device 1 of the first embodiment illustrated in FIG. 1 is a wavelength independent type blood sugar level measuring device in which each of the infrared rays IR1 and IR2 irradiated to the living body LB has only one peak wavelength.

図1に図示されるように、血糖値測定装置1は、赤外線放射器11、赤外線放射器12、光学系21、光学系22、シャッター31、シャッター32、検出器41、制御器51及び算出器61を備える。 As shown in FIG. 1, the blood glucose level measuring device 1 includes an infrared radiator 11, an infrared radiator 12, an optical system 21, an optical system 22, a shutter 31, a shutter 32, a detector 41, a controller 51 and a calculator. 61.

赤外線放射器11及び12は、赤外線IR1及びIR2をそれぞれ熱放射する。赤外線IR1及びIR2は、ピーク波長λ1及びλ2をそれぞれ有する。ピーク波長λ1及びλ2は、互いに異なる。このため、赤外線IR1及びIR2は、互いに異なるピーク波長を有する。 Infrared radiators 11 and 12 thermally emit infrared rays IR1 and IR2, respectively. Infrared rays IR1 and IR2 have peak wavelengths λ1 and λ2, respectively. The peak wavelengths λ1 and λ2 are different from each other. Therefore, the infrared rays IR1 and IR2 have different peak wavelengths.

光学系21及び22は、熱放射された赤外線IR1及びIR2をそれぞれ集光する。 Optical systems 21 and 22 collect the thermally emitted infrared rays IR1 and IR2, respectively.

シャッター31及び32は、熱放射された赤外線IR1及びIR2の光路をそれぞれ開閉する。 Shutters 31 and 32 open and close the optical paths of thermally emitted infrared rays IR1 and IR2, respectively.

検出器41は、生体LB中のグルコースによる赤外線IR1及びIR2の吸収量を反映する量Dを検出する。第1実施形態においては、検出器41は、赤外線検出器である。また、検出される量Dは、赤外線IR1及びIR2が生体LBに照射されている間に生体LBから到来する到来赤外線AIRの強度である。赤外線検出器は、フォトダイオードである。赤外線検出器が、フォトダイオード以外の赤外線検出器であってもよい。また、第1実施形態においては、生体LBは、人体である。生体LBが、人体以外の生体であってもよい。 The detector 41 detects an amount D that reflects the amount of absorption of the infrared rays IR1 and IR2 by glucose in the living body LB. In the first embodiment, detector 41 is an infrared detector. Also, the amount D to be detected is the intensity of the incoming infrared rays AIR arriving from the living body LB while the infrared rays IR1 and IR2 are being irradiated to the living body LB. The infrared detector is a photodiode. The infrared detector may be an infrared detector other than a photodiode. Also, in the first embodiment, the living body LB is a human body. The living body LB may be a living body other than a human body.

第1実施形態においては、赤外線IR1及びIR2は、例えば指又は耳に照射される。また、検出器41は、例えば指又は耳から到来する到来赤外線AIRの強度を検出する。 In the first embodiment, the infrared rays IR1 and IR2 are emitted to fingers or ears, for example. Detector 41 also detects the intensity of incoming infrared rays AIR coming from, for example, a finger or ear.

算出器61は、検出された量Dから血糖値を算出する。 The calculator 61 calculates the blood sugar level from the detected amount D.

赤外線IR1及びIR2は、皮膚内に浸透する。このため、検出された量Dからは、皮膚内の間質液中のグルコースの濃度を得ることができる。間質液中のグルコースの濃度は血糖値と相関を有する。このため、検出された量Dからは、血糖値を算出することができる。 Infrared rays IR1 and IR2 penetrate into the skin. Therefore, from the detected quantity D, the concentration of glucose in the interstitial fluid within the skin can be obtained. The concentration of glucose in interstitial fluid correlates with blood glucose level. Therefore, the blood sugar level can be calculated from the detected amount D.

制御器51は、赤外線放射器11及び12を制御して赤外線放射器11及び12に赤外線IR1及びIR2をそれぞれ熱放射させる。また、制御器51は、シャッター31及び32を制御してシャッター31及び32に赤外線IR1及びIR2の光路をそれぞれ開閉させる。 The controller 51 controls the infrared radiators 11 and 12 to cause the infrared radiators 11 and 12 to thermally radiate infrared rays IR1 and IR2, respectively. The controller 51 also controls the shutters 31 and 32 to open and close the optical paths of the infrared rays IR1 and IR2, respectively.

第1実施形態においては、赤外線放射器11及び12は、ふたつの赤外線放射器である。また、赤外線IR1及びIR2は、ふたつの赤外線である。また、光学系21及び22は、ふたつの光学系である。また、シャッター31及び32は、ふたつのシャッターである。しかし、赤外線放射器の数、赤外線の数、光学系の数及びシャッターの数が増減されてもよい。 In the first embodiment, infrared radiators 11 and 12 are two infrared radiators. Also, infrared rays IR1 and IR2 are two infrared rays. Also, the optical systems 21 and 22 are two optical systems. Also, shutters 31 and 32 are two shutters. However, the number of infrared emitters, the number of infrared rays, the number of optics and the number of shutters may be increased or decreased.

1.2 赤外線のピーク波長
図3に示されるように、赤外線IR1のピーク波長λ1は、グルコースの吸光度が最小となる波長である。赤外線IR1は、校正に用いられる。ピーク波長λ1が、グルコースの吸光度が最小となる波長以外の波長であってもよい。また、赤外線IR2のピーク波長λ2は、グルコースの吸光度が最大となる波長である。赤外線IR2は、測定に用いられる。ピーク波長λ2が、グルコースの吸光度が最大となる波長以外の波長であってもよい。
1.2 Peak Wavelength of Infrared As shown in FIG. 3, the peak wavelength λ1 of infrared IR1 is the wavelength at which the absorbance of glucose is minimum. Infrared IR1 is used for calibration. The peak wavelength λ1 may be a wavelength other than the wavelength at which the absorbance of glucose is minimized. Also, the peak wavelength λ2 of the infrared rays IR2 is the wavelength at which the absorbance of glucose is maximized. Infrared IR2 is used for the measurement. The peak wavelength λ2 may be a wavelength other than the wavelength at which the absorbance of glucose is maximum.

1.3 血糖値測定装置の動作
血糖値測定装置1により血糖値が算出される場合は、制御器51が、シャッター31及び32に赤外線IR1及びIR2の光路を閉じさせる。
1.3 Operation of Blood Glucose Level Measuring Device When the blood sugar level is calculated by the blood sugar level measuring device 1, the controller 51 causes the shutters 31 and 32 to close the optical paths of the infrared rays IR1 and IR2.

また、制御器51は、赤外線IR1及びIR2の光路が閉じられた後に、赤外線放射器11及び12に赤外線IR1及びIR2を熱放射することを開始させる。 Controller 51 also causes infrared radiators 11 and 12 to start thermally emitting infrared rays IR1 and IR2 after the optical paths of infrared rays IR1 and IR2 are closed.

また、制御器51は、赤外線IR1及びIR2が安定した後に、シャッター31に赤外線IR1の光路を開かせる。これにより、赤外線IR1が生体LBに照射される。このとき、赤外線IR1は、光学系21により生体LBの表面に集光される。 Further, the controller 51 causes the shutter 31 to open the optical path of the infrared rays IR1 after the infrared rays IR1 and IR2 are stabilized. As a result, the living body LB is irradiated with the infrared rays IR1. At this time, the infrared rays IR1 are focused on the surface of the living body LB by the optical system 21 .

また、制御器51は、赤外線IR1の光路が開かれてから設定された時間が経過した時に、シャッター31に赤外線IR1の光路を閉じさせる。これにより、赤外線IR1が生体LBに照射されなくなる。 Further, the controller 51 causes the shutter 31 to close the optical path of the infrared rays IR1 when the set time has passed since the optical path of the infrared rays IR1 was opened. As a result, the infrared rays IR1 are no longer emitted to the living body LB.

検出器41は、赤外線IR1が生体LBに照射されている間に、生体LBから到来する到来赤外線AIRの強度Dを検出する。 The detector 41 detects the intensity D of the incoming infrared rays AIR coming from the living body LB while the infrared rays IR1 are being irradiated to the living body LB.

制御器51は、検出された強度Dに基づいて血糖値測定装置1を校正する。 Controller 51 calibrates blood sugar level measuring device 1 based on detected intensity D. FIG.

また、制御器51は、血糖値測定装置1が校正された後に、シャッター32に赤外線IR2の光路を開かせる。これにより、赤外線IR2が生体LBに照射される。このとき、赤外線IR2は、光学系22により生体LBの表面に集光される。 Further, the controller 51 causes the shutter 32 to open the optical path of the infrared rays IR2 after the blood glucose level measuring device 1 is calibrated. As a result, the living body LB is irradiated with the infrared rays IR2. At this time, the infrared rays IR2 are focused on the surface of the living body LB by the optical system 22 .

また、制御器51は、赤外線IR2の光路が開かれてから設定された時間が経過した時に、シャッター32に赤外線IR2の光路を閉じさせる。これにより、赤外線IR2が生体LBに照射されなくなる。 Further, the controller 51 causes the shutter 32 to close the optical path of the infrared rays IR2 when the set time has passed since the optical path of the infrared rays IR2 was opened. As a result, the infrared rays IR2 are no longer emitted to the living body LB.

また、制御器51は、赤外線IR2の光路が閉じられた後に、赤外線放射器11及び12に赤外線IR1及びIR2を熱放射することを終了させる。 Further, the controller 51 causes the infrared emitters 11 and 12 to stop thermally emitting the infrared rays IR1 and IR2 after the optical path of the infrared rays IR2 is closed.

検出器41は、赤外線IR2が生体LBに照射されている間に、生体LBから到来する到来赤外線AIRの強度Dを検出する。 The detector 41 detects the intensity D of the incoming infrared rays AIR coming from the living body LB while the infrared rays IR2 are being irradiated to the living body LB.

算出器61は、検出された強度Dから血糖値を算出する。 The calculator 61 calculates the blood sugar level from the intensity D detected.

1.4 複数の赤外線放射器の構成の違い
図1に図示されるように、赤外線放射器11及び12は、放射面11R及び12Rをそれぞれ有する。赤外線放射器11及び12は、赤外線IR1及びIR2を放射面11R及び12Rからそれぞれ熱放射する。
1.4 Different Configurations of Multiple Infrared Radiator As shown in FIG. 1, infrared radiators 11 and 12 have radiation surfaces 11R and 12R, respectively. Infrared radiators 11 and 12 thermally radiate infrared rays IR1 and IR2 from radiation surfaces 11R and 12R, respectively.

また、図1に図示されるように、赤外線放射器11及び12は、メタマテリアル111及び121をそれぞれ備える。メタマテリアル111及び121は、放射面11R及び12Rに沿ってそれぞれ配置される。 Also, as illustrated in FIG. 1, infrared emitters 11 and 12 comprise metamaterials 111 and 121, respectively. Metamaterials 111 and 121 are disposed along emitting surfaces 11R and 12R, respectively.

メタマテリアル111及び121は、互いに異なる構造を有する。ピーク波長λ1及びλ2は、それぞれメタマテリアル111及び121の構造に応じた波長である。このため、ピーク波長λ1及びλ2は、互いに異なる。 Metamaterials 111 and 121 have different structures. The peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths according to the structures of the metamaterials 111 and 121, respectively. Therefore, the peak wavelengths λ1 and λ2 are different from each other.

第1実施形態においては、メタマテリアル111及び121は、それぞれ放射面11R及び12Rと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、ピーク波長λ1及びλ2は、それぞれ周期構造111及び121のパターンに応じた波長である。 In the first embodiment, the metamaterials 111 and 121 are periodic structures comprising a plurality of pattern pieces periodically arranged in directions parallel to the radiation surfaces 11R and 12R, respectively. Also, the peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths corresponding to the patterns of the periodic structures 111 and 121, respectively.

第1実施形態においては、放射面11R及び12Rは、二群の放射面である。また、メタマテリアル111及び121は、二群のメタマテリアルである。しかし、放射面の群数及びメタマテリアルの群数が増減されてもよい。 In the first embodiment, the radiating surfaces 11R and 12R are two groups of radiating surfaces. Metamaterials 111 and 121 are also two groups of metamaterials. However, the number of groups of emitting surfaces and the number of groups of metamaterials may be increased or decreased.

1.5 複数の赤外線放射器の各々の構成
図2に図示されるように、赤外線放射器11及び12の各々は、熱放射板71A、熱放射板71B及びヒーター81を備える。
1.5 Configuration of Each of Plurality of Infrared Radiator As shown in FIG.

ヒーター81は、熱放射板71A及び71Bを加熱して熱放射板71A及び71Bに熱を供給する。 The heater 81 heats the thermal radiation plates 71A and 71B to supply heat to the thermal radiation plates 71A and 71B.

熱放射板71A及び71Bは、供給された熱を図1に図示される赤外線IRA及びIRBにそれぞれ変換する。また、熱放射板71A及び71Bは、赤外線IRA及びIRBをそれぞれ熱放射する。 Thermal radiation plates 71A and 71B convert the supplied heat into infrared rays IRA and IRB, respectively, illustrated in FIG. The thermal radiation plates 71A and 71B thermally radiate infrared rays IRA and IRB, respectively.

図1及び図2に図示されるように、熱放射板71A及び71Bは、放射面71AR及び71BRをそれぞれ有する。このため、赤外線放射器11及び12の各々は、放射面71AR及び71BRを有する。また、赤外線放射器11及び12の各々は、赤外線IRA及びIRBを放射面71AR及び71BRからそれぞれ熱放射する。赤外線放射器11の放射面71AR及び71BRは、放射面11Rを構成する。赤外線放射器12の放射面71AR及び71BRは、放射面12Rを構成する。赤外線放射器11により放射される赤外線IRA及びIRBは、赤外線IR1を構成する。赤外線放射器12により放射される赤外線IRA及びIRBは、赤外線IR2を構成する。 As illustrated in FIGS. 1 and 2, the thermal radiation plates 71A and 71B have radiation surfaces 71AR and 71BR, respectively. Thus, infrared radiators 11 and 12 each have radiation surfaces 71AR and 71BR. Also, each of the infrared radiators 11 and 12 thermally radiates the infrared rays IRA and IRB from the radiation surfaces 71AR and 71BR, respectively. Radiation surfaces 71AR and 71BR of infrared radiator 11 constitute radiation surface 11R. Radiation surfaces 71AR and 71BR of infrared radiator 12 constitute radiation surface 12R. The infrared rays IRA and IRB emitted by the infrared radiator 11 constitute the infrared rays IR1. The infrared rays IRA and IRB emitted by the infrared emitter 12 constitute the infrared rays IR2.

また、図1及び図2に図示されるように、熱放射板71A及び71Bは、メタマテリアル71A1及び71B1をそれぞれ備える。このため、赤外線放射器11及び12の各々は、メタマテリアル71A1及び71B1を備える。メタマテリアル71A1及び71B1は、放射面71AR及び71BRに沿ってそれぞれ配置される。赤外線放射器11に備えられるメタマテリアル71A1及び71B1は、メタマテリアル111を構成する。赤外線放射器12に備えられるメタマテリアル71A1及び71B1は、メタマテリアル121を構成する。 Also, as illustrated in FIGS. 1 and 2, heat radiation plates 71A and 71B comprise metamaterials 71A1 and 71B1, respectively. To this end, each of infrared radiators 11 and 12 comprises metamaterials 71A1 and 71B1. Metamaterials 71A1 and 71B1 are disposed along emitting surfaces 71AR and 71BR, respectively. The metamaterials 71A1 and 71B1 provided in the infrared radiator 11 constitute the metamaterial 111 . The metamaterials 71A1 and 71B1 provided in the infrared radiator 12 constitute the metamaterial 121. FIG.

メタマテリアル71A1及び71B1は、同じ構造を有する。赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、それぞれメタマテリアル71A1及び71B1の構造に応じた波長である。このため、赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、同じ波長である。 Metamaterials 71A1 and 71B1 have the same structure. The peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are wavelengths corresponding to the structures of the metamaterials 71A1 and 71B1, respectively. Therefore, the peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are the same wavelength.

第1実施形態においては、メタマテリアル71A1及び71B1は、それぞれ放射面71AR及び71BRと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、それぞれ周期構造71A1及び71B1のパターンに応じた波長である。 In the first embodiment, the metamaterials 71A1 and 71B1 are periodic structures having a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to the radiation surfaces 71AR and 71BR, respectively. Also, the peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are wavelengths corresponding to the patterns of the periodic structures 71A1 and 71B1, respectively.

第1実施形態においては、赤外線放射器11及び12の各々に備えられる熱放射板71A及び71Bは、ふたつの熱放射板である。また、赤外線放射器11及び12の各々により熱放射される赤外線IRA及びIRBは、ふたつの赤外線である。また、赤外線放射器11及び12の各々の放射面71AR及び71BRは、ふたつの放射面である。また、赤外線放射器11及び12の各々に備えられるメタマテリアル71A1及び71B1は、ふたつのメタマテリアルである。また、ヒーター81は、ふたつの熱放射板71A及び71Bに挟まれる。しかし、赤外線放射器11及び12の各々に備えられる熱放射板の数、赤外線放射器11及び12の各々により熱放射される赤外線の数、赤外線放射器11及び12の各々の放射面の数、並びに赤外線放射器11及び12の各々に備えられるメタマテリアルの数が増減されてもよい。 In the first embodiment, the heat radiation plates 71A and 71B provided in each of the infrared radiators 11 and 12 are two heat radiation plates. Also, the infrared rays IRA and IRB thermally radiated by each of the infrared radiators 11 and 12 are two infrared rays. Also, the radiation surfaces 71AR and 71BR of each of the infrared radiators 11 and 12 are two radiation surfaces. Also, the metamaterials 71A1 and 71B1 provided in each of the infrared radiators 11 and 12 are two metamaterials. Also, the heater 81 is sandwiched between two heat radiation plates 71A and 71B. However, the number of heat radiation plates provided in each of the infrared radiators 11 and 12, the number of infrared rays thermally radiated by each of the infrared radiators 11 and 12, the number of radiation surfaces of each of the infrared radiators 11 and 12, and the number of metamaterials provided in each of infrared radiators 11 and 12 may be increased or decreased.

1.6 光学系
図1に図示されるように、光学系21及び22は、放物面鏡101及び102をそれぞれ備える。また、光学系21及び22は、レンズ141及び142をそれぞれ備える。
1.6 Optical System As illustrated in FIG. 1, optical systems 21 and 22 comprise parabolic mirrors 101 and 102, respectively. The optical systems 21 and 22 also include lenses 141 and 142, respectively.

図1に図示されるように、放物面鏡101及び102は、焦点101F及び102Fをそれぞれ有する。また、放物面鏡101及び102は、反射面101R及び102Rをそれぞれ有する。また、放物面鏡101及び102は、回転対称軸101S及び102Sをそれぞれ有する。 As illustrated in FIG. 1, parabolic mirrors 101 and 102 have focal points 101F and 102F, respectively. Also, the parabolic mirrors 101 and 102 have reflecting surfaces 101R and 102R, respectively. Parabolic mirrors 101 and 102 also have rotational symmetry axes 101S and 102S, respectively.

反射面101R及び102Rは、それぞれ放物線を回転対称軸101S及び102Sの周りに回転させることにより形成される回転放物面である。 Reflecting surfaces 101R and 102R are paraboloids of revolution formed by rotating parabolas about rotational symmetry axes 101S and 102S, respectively.

赤外線放射器11及び12は、焦点101F及び102Fにそれぞれ配置される。 Infrared emitters 11 and 12 are positioned at focal points 101F and 102F, respectively.

反射面101R及び102Rは、熱放射された赤外線IR1及びIR2をそれぞれ反射する。赤外線放射器11及び12は焦点101F及び102Fにそれぞれ配置されているため、反射された赤外線IR1及びIR2は、平行光束となる。 The reflecting surfaces 101R and 102R reflect thermally emitted infrared rays IR1 and IR2, respectively. Since the infrared radiators 11 and 12 are arranged at the focal points 101F and 102F respectively, the reflected infrared rays IR1 and IR2 become parallel beams.

レンズ141及び142は、反射された赤外線IR1及びIR2をそれぞれ集光する。 Lenses 141 and 142 collect the reflected infrared rays IR1 and IR2, respectively.

これらにより、光学系21及び22は、熱放射された赤外線IR1及びIR2をそれぞれ集光することができる。 These allow the optical systems 21 and 22 to collect the thermally radiated infrared rays IR1 and IR2, respectively.

赤外線放射器11の放射面71AR及び71BRは、回転対称軸101Sが伸びる方向と垂直をなす方向を向き、互いに異なる方向を向く。第1実施形態においては、赤外線放射器11の放射面71AR及び71BRは、互いに180°異なる方向を向く。同様に、赤外線放射器12の放射面71AR及び71BRは、回転対称軸102Sが伸びる方向と垂直をなす方向を向き、互いに異なる方向を向く。第1実施形態においては、赤外線放射器12の放射面71AR及び71BRは、互いに180°異なる方向を向く。 The radiation surfaces 71AR and 71BR of the infrared radiator 11 face a direction perpendicular to the direction in which the axis of rotational symmetry 101S extends, and face different directions. In the first embodiment, the radiation surfaces 71AR and 71BR of the infrared radiator 11 face in directions 180 degrees different from each other. Similarly, the radiation surfaces 71AR and 71BR of the infrared radiator 12 face in a direction perpendicular to the direction in which the axis of rotational symmetry 102S extends, and face in different directions. In the first embodiment, the radiation surfaces 71AR and 71BR of the infrared radiator 12 face in directions 180 degrees different from each other.

1.7 熱放射板
図4は、第1実施形態の血糖値測定装置に備えらえる熱放射板を模式的に図示する斜視図である。
1.7 Heat Radiating Plate FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a heat radiating plate provided in the blood sugar level measuring device of the first embodiment.

図4に図示されるように、熱放射板71A及び71Bの各々は、基板151、導電体層152、誘電体層153及び導電体パターン154を備える。 As illustrated in FIG. 4, each of the heat radiation plates 71A and 71B comprises a substrate 151, a conductor layer 152, a dielectric layer 153 and a conductor pattern 154. FIG.

導電体層152、誘電体層153及び導電体パターン154は、基板151の一方の主面の上に配置される。誘電体層153は、導電体層152の上に配置される。導電体パターン154は、誘電体層153の上に配置される。 Conductive layer 152 , dielectric layer 153 and conductive pattern 154 are disposed on one major surface of substrate 151 . A dielectric layer 153 is disposed over the conductor layer 152 . A conductor pattern 154 is disposed over the dielectric layer 153 .

導電体パターン154は、複数のパターン片161を備える。複数のパターン片161は、マトリクス状に配列される。複数のパターン片161が、非マトリクス状に配置されてもよい。 The conductor pattern 154 has a plurality of pattern pieces 161 . A plurality of pattern pieces 161 are arranged in a matrix. A plurality of pattern pieces 161 may be arranged in a non-matrix pattern.

基板151は、SiOにより構成される。基板151が、SiO以外の材料により構成されてもよい。導電体層152は、Auにより構成される。導電体層152が、Au以外の材料により構成されてもよい。誘電体層153は、Alにより構成される。誘電体層153が、Al以外の材料により構成されてもよい。導電体パターン154は、Auにより構成される。導電体パターン154が、Au以外の材料により構成されてもよい。 The substrate 151 is composed of SiO2 . Substrate 151 may be made of a material other than SiO 2 . The conductor layer 152 is composed of Au. The conductor layer 152 may be made of a material other than Au. Dielectric layer 153 is composed of Al 2 O 3 . Dielectric layer 153 may be made of a material other than Al 2 O 3 . The conductor pattern 154 is made of Au. The conductor pattern 154 may be made of a material other than Au.

熱放射板71A及び71Bに備えられる導電体層152、誘電体層153及び導電体パターン154は、メタマテリアル71A1及び71B1をそれぞれ構成する。熱放射板71A及び71Bに備えられる導電体層152、誘電体層153及び導電体パターン154は、それぞれ赤外線IRA及びIRBの波長と同程度の周期を有する表面微細構造である。 The conductor layer 152, the dielectric layer 153, and the conductor pattern 154 provided on the heat radiation plates 71A and 71B constitute metamaterials 71A1 and 71B1, respectively. The conductor layer 152, the dielectric layer 153 and the conductor pattern 154 provided on the heat radiation plates 71A and 71B are surface microstructures having a period approximately equal to the wavelength of the infrared rays IRA and IRB, respectively.

ヒーター81は、基板151の他方の主面の側から熱放射板71A及び71Bを加熱する。これにより、導電体パターン154が配置される放射面71AR及び71BRから赤外線IRA及びIRBがそれぞれ熱放射される。熱放射される赤外線IRA及びIRBには、導電体パターン154と共振する特定の波長成分が多く含まれる。このため、熱放射される赤外線IRA及びIRBは、導電体パターン154に応じたピーク波長を有する。したがって、熱放射板71A及び71Bは、特定の波長成分を選択的に熱放射する選択放射板として機能する。当該特定の波長成分は、導電体パターン154を変更することにより変更することができる。 The heater 81 heats the thermal radiation plates 71A and 71B from the other main surface side of the substrate 151 . As a result, the infrared rays IRA and IRB are thermally radiated from the radiation surfaces 71AR and 71BR on which the conductor pattern 154 is arranged, respectively. The thermally radiated infrared rays IRA and IRB contain many specific wavelength components that resonate with the conductor pattern 154 . Therefore, the thermally radiated infrared rays IRA and IRB have peak wavelengths corresponding to the conductor pattern 154 . Therefore, the thermal radiation plates 71A and 71B function as selective radiation plates that selectively thermally radiate specific wavelength components. The specific wavelength component can be changed by changing the conductor pattern 154 .

図5は、第1実施形態の血糖値測定装置に備えらえる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射エネルギースペクトル、及び通常の赤外線ヒーターにより熱放射される赤外線の放射エネルギースペクトルの例を示すグラフである。図5においては、縦軸に放射エネルギーがとられている。また、横軸に波長がとられている。 FIG. 5 shows an example of a radiant energy spectrum of infrared rays thermally radiated by an infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the first embodiment and an example of a radiant energy spectrum of infrared rays thermally radiated by a normal infrared heater. graph. In FIG. 5, the radiant energy is plotted on the vertical axis. Also, the horizontal axis is the wavelength.

図5に示されるように、赤外線放射器11及び12により放射される赤外線の放射エネルギースペクトルのピークの幅は、通常の赤外線ヒーターにより熱放射される赤外線の放射エネルギースペクトルのピークの幅より著しく狭くなっている。 As shown in FIG. 5, the peak width of the infrared radiant energy spectrum emitted by the infrared radiators 11 and 12 is significantly narrower than the peak width of the infrared radiant energy spectrum thermally radiated by an ordinary infrared heater. It's becoming

1.8 効果
血糖値測定装置1は、非侵襲で血糖値を測定することができる。
1.8 Effect The blood sugar level measuring device 1 can measure the blood sugar level non-invasively.

また、熱放射板71A及び71Bは、ヒーター81により供給された熱を赤外線IRA及びIRBに変換する。このため、赤外線放射器11及び12は、冷却系を必要としない。なぜならば、赤外線放射器11及び12の温度が高すぎる場合は、単にヒーター81により供給される熱を少なくすればよいからである。 Also, the heat radiation plates 71A and 71B convert the heat supplied by the heater 81 into infrared rays IRA and IRB. Therefore, infrared radiators 11 and 12 do not require a cooling system. This is because if the temperature of infrared radiators 11 and 12 is too high, less heat can simply be supplied by heater 81 .

また、赤外線放射器11及び12は、高いエネルギー効率を有する。 Infrared radiators 11 and 12 also have high energy efficiency.

このため、血糖値測定装置1によれば、冷却系を必要とせず高いエネルギー効率を有する赤外線放射器11及び12により熱放射された赤外線IR1及びIR2を用いてグルコースによる赤外線IR1及びIR2の吸収量が特定される。これにより、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置1のサイズを小さくすることができる。また、当該血糖値測定装置1のコストを低くすることができる。また、当該血糖値測定装置1に備えられる光源の出力を大きくすることができる。 Therefore, according to the blood glucose level measuring device 1, the infrared rays IR1 and IR2 thermally radiated by the infrared radiators 11 and 12 which do not require a cooling system and have high energy efficiency are used to determine the absorption amount of the infrared rays IR1 and IR2 by glucose. is identified. As a result, the size of the blood sugar level measuring device 1 that measures the blood sugar level in a non-invasive manner can be reduced. Also, the cost of the blood sugar level measuring device 1 can be reduced. In addition, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device 1 can be increased.

赤外線放射器11及び12は、放射面11R及び12Rの面積を広くすることにより熱放射する赤外線IR1及びIR2の放射エネルギーを容易に大きくすることができるという利点を有する。 The infrared radiators 11 and 12 have the advantage that the radiant energy of the thermally radiated infrared rays IR1 and IR2 can be easily increased by increasing the areas of the radiation surfaces 11R and 12R.

また、赤外線放射器11及び12は、赤外線IR1及びIR2の熱放射の開始及び終了を瞬時に行うことができないという特性を有する。しかし、血糖値測定装置1においては、シャッター31及び32により赤外線IR1及びIR2の光路が開閉されるため、赤外線IR1及びIR2の熱放射の開始及び終了を瞬時に行うことができないにもかかわらず、赤外線IR1及びIR2の生体LBへの照射の開始及び終了を瞬時に行うことができる。この特徴を利用して、生体LBに照射される赤外線IR1及びIR2をパルス状の赤外線とし、パルス状の赤外線に同期して到来赤外線AIRの強度が検出されてもよい。 Moreover, the infrared radiators 11 and 12 have the characteristic that they cannot start and stop the thermal radiation of the infrared rays IR1 and IR2 instantaneously. However, in the blood glucose level measuring device 1, since the optical paths of the infrared rays IR1 and IR2 are opened and closed by the shutters 31 and 32, the thermal radiation of the infrared rays IR1 and IR2 cannot be started and stopped instantaneously. The irradiation of the living body LB with the infrared rays IR1 and IR2 can be started and ended instantaneously. Using this feature, the infrared rays IR1 and IR2 irradiated to the living body LB may be pulsed infrared rays, and the intensity of the incoming infrared rays AIR may be detected in synchronization with the pulsed infrared rays.

2 第2実施形態
図6は、第2実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。図7は、第2実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。図3は、グルコースの吸光度スペクトル及び第2実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフでもある。図4は、第2実施形態の血糖値測定装置に備えらえる熱放射板を模式的に図示する斜視図でもある。
2. Second Embodiment FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a second embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the second embodiment. FIG. 3 is also a graph showing an example of the absorbance spectrum of glucose and the radiation intensity spectrum of infrared rays thermally radiated by the infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the second embodiment. FIG. 4 is also a perspective view schematically illustrating a heat radiation plate provided in the blood sugar level measuring device of the second embodiment.

以下では、主に、図6に図示される第2実施形態の血糖値測定装置2が図1に図示される第1実施形態の血糖値測定装置1と相違する点が説明される。説明されない点については、血糖値測定装置1において採用される構成と同様の構成が血糖値測定装置2においても採用される。 In the following, differences of the blood sugar level measuring device 2 of the second embodiment shown in FIG. 6 from the blood sugar level measuring device 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 are mainly described. As for the points that are not explained, the same configuration as that employed in the blood sugar level measuring device 1 is also employed in the blood sugar level measuring device 2 .

図6に図示される第2実施形態の血糖値測定装置2は、生体LBに照射される赤外線IR1及びIR2の各々がひとつのピーク波長しか有しない波長独立型の血糖値測定装置である。 The blood sugar level measuring device 2 of the second embodiment illustrated in FIG. 6 is a wavelength independent type blood sugar level measuring device in which each of the infrared rays IR1 and IR2 irradiated to the living body LB has only one peak wavelength.

図7に図示されるように、赤外線放射器11及び12の各々は、熱放射板70及びヒーター81を備える。 As illustrated in FIG. 7, each of the infrared radiators 11 and 12 includes a thermal radiation plate 70 and a heater 81. As shown in FIG.

ヒーター81は、熱放射板70を加熱して熱放射板70に熱を供給する。 The heater 81 heats the heat radiation plate 70 and supplies heat to the heat radiation plate 70 .

熱放射板70は、供給された熱を図6に図示される赤外線IRに変換する。また、熱放射板70は、赤外線IRを熱放射する。 The thermal radiation plate 70 converts the supplied heat into infrared radiation IR illustrated in FIG. Also, the thermal radiation plate 70 thermally radiates infrared rays IR.

図6及び図7に図示されるように、熱放射板70は、放射面70Rを有する。このため、赤外線放射器11及び12の各々は、放射面70Rを有する。また、赤外線放射器11及び12の各々は、赤外線IRを放射面70Rから熱放射する。赤外線放射器11の放射面70Rは、放射面11Rを構成する。赤外線放射器12の放射面70Rは、放射面12Rを構成する。赤外線放射器11により放射される赤外線IRは、赤外線IR1を構成する。赤外線放射器12により放射される赤外線IRは、赤外線IR2を構成する。 As illustrated in FIGS. 6 and 7, the heat radiation plate 70 has a radiation surface 70R. Therefore, each of the infrared radiators 11 and 12 has a radiation surface 70R. Also, each of the infrared radiators 11 and 12 thermally radiates infrared rays IR from the radiation surface 70R. A radiation surface 70R of the infrared radiator 11 constitutes a radiation surface 11R. A radiation surface 70R of the infrared radiator 12 constitutes a radiation surface 12R. The infrared radiation IR emitted by the infrared radiator 11 constitutes the infrared radiation IR1. The infrared radiation IR emitted by the infrared radiator 12 constitutes the infrared radiation IR2.

また、図6及び図7に図示されるように、熱放射板70は、メタマテリアル701を備える。このため、赤外線放射器11及び12の各々は、メタマテリアル701を備える。メタマテリアル701は、放射面70Rに沿って配置される。赤外線放射器11に備えられるメタマテリアル701は、メタマテリアル111を構成する。赤外線放射器12に備えられるメタマテリアル701は、メタマテリアル121を構成する。 Also, as illustrated in FIGS. 6 and 7 , the heat radiation plate 70 comprises a metamaterial 701 . To this end, each infrared emitter 11 and 12 comprises a metamaterial 701 . Metamaterial 701 is disposed along emitting surface 70R. A metamaterial 701 provided in the infrared radiator 11 constitutes a metamaterial 111 . A metamaterial 701 provided in the infrared emitter 12 constitutes a metamaterial 121 .

第2実施形態においては、メタマテリアル701は、放射面70と平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、赤外線IRのピーク波長は、周期構造701のパターンに応じた波長である。 In the second embodiment, the metamaterial 701 is a periodic structure comprising a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to the emitting surface 70 . Also, the peak wavelength of the infrared rays IR is a wavelength according to the pattern of the periodic structure 701 .

第2実施形態においては、赤外線放射器11及び12の各々に備えられる熱放射板70は、ひとつの熱放射板である。また、赤外線放射器11及び12の各々により熱放射される赤外線IRは、ひとつの赤外線である。また、赤外線放射器11及び12の各々の放射面70Rは、ひとつの放射面である。また、赤外線放射器11及び12の各々に備えられるメタマテリアル701は、ひとつのメタマテリアルである。しかし、赤外線放射器11及び12の各々に備えられる熱放射板の数、赤外線放射器11及び12の各々により熱放射される赤外線の数、赤外線放射器11及び12の各々の放射面の数、並びに赤外線放射器11及び12の各々に備えられるメタマテリアルの数が増やされてもよい。 In the second embodiment, the thermal radiation plate 70 provided in each of the infrared radiators 11 and 12 is one thermal radiation plate. Also, the infrared rays IR thermally radiated by each of the infrared radiators 11 and 12 are one infrared ray. Also, the radiation surface 70R of each of the infrared radiators 11 and 12 is a single radiation surface. Also, the metamaterial 701 provided in each of the infrared radiators 11 and 12 is one metamaterial. However, the number of heat radiation plates provided in each of the infrared radiators 11 and 12, the number of infrared rays thermally radiated by each of the infrared radiators 11 and 12, the number of radiation surfaces of each of the infrared radiators 11 and 12, and the number of metamaterials provided in each of the infrared radiators 11 and 12 may be increased.

図6に図示されるように、光学系21及び22は、導波管201及び202をそれぞれ備える。 As illustrated in FIG. 6, optical systems 21 and 22 comprise waveguides 201 and 202, respectively.

図6に図示されるように、導波管201及び202は、反射面201R及び202Rをそれぞれ有する。また、導波管201及び202は、出射口201E及び202Eをそれぞれ有する。また、導波管201及び202は、管内空間201S及び202Sをそれぞれ有する。 As illustrated in FIG. 6, waveguides 201 and 202 have reflective surfaces 201R and 202R, respectively. Waveguides 201 and 202 also have exit ports 201E and 202E, respectively. Waveguides 201 and 202 also have internal spaces 201S and 202S, respectively.

反射面201R及び202Rは、それぞれ導波管201及び202の内面である。管内空間201S及び202Sは、反射面201R及び202Rにそれぞれ囲まれる。管内空間201S及び202Sは、出射口201E及び202Eにそれぞれ至る。管内空間201S及び202Sは、出射口201E及び202Eに近づくにつれて小さくなる径をそれぞれ有する。赤外線放射器11及び12は、管内空間201S及び202Sにそれぞれ配置される。放射面11R及び12Rは、出射口201E及び202Eに向かう方向を向く。 Reflective surfaces 201R and 202R are inner surfaces of waveguides 201 and 202, respectively. The tube inner spaces 201S and 202S are surrounded by reflective surfaces 201R and 202R, respectively. The tube inner spaces 201S and 202S lead to exit ports 201E and 202E, respectively. The tube inner spaces 201S and 202S have diameters that decrease toward the exit ports 201E and 202E, respectively. Infrared radiators 11 and 12 are arranged in pipe inner spaces 201S and 202S, respectively. The radiation surfaces 11R and 12R face toward the exit ports 201E and 202E.

反射面201R及び202Rは、熱放射された赤外線IR1及びIR2をそれぞれ反射する。 The reflecting surfaces 201R and 202R reflect the thermally radiated infrared rays IR1 and IR2, respectively.

出射口201Eは、熱放射された赤外線IR1及び熱放射され反射された赤外線IR1を出射させる。出射口202Eは、熱放射された赤外線IR2及び熱放射され反射された赤外線IR2を出射させる。管内空間201S及び202Sは出射口201E及び202Eに近づくにつれて小さくなる径をそれぞれ有するため、出射する赤外線IR1及びIR2は、集光される。 The exit port 201E emits the thermally radiated infrared rays IR1 and the thermally radiated and reflected infrared rays IR1. The exit port 202E emits thermally radiated infrared rays IR2 and thermally radiated and reflected infrared rays IR2. Since the tube inner spaces 201S and 202S have diameters that decrease as they approach the exit ports 201E and 202E, the emitted infrared rays IR1 and IR2 are condensed.

血糖値測定装置2によれば、血糖値測定装置1と同様に、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置2のサイズを小さくすることができる。また、当該血糖値測定装置2のコストを低くすることができる。また、当該血糖値測定装置2に備えられる光源の出力を大きくすることができる。 According to the blood sugar level measuring device 2, similarly to the blood sugar level measuring device 1, the size of the blood sugar level measuring device 2 that measures the blood sugar level in a non-invasive manner can be reduced. Also, the cost of the blood sugar level measuring device 2 can be reduced. Moreover, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device 2 can be increased.

3 第3実施形態
図8は、第3実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。図9は、第3実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。図10は、グルコースの吸光度スペクトル及び第3実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフである。図10においては、縦軸に吸光度及び放射強度がとられている。また、横軸に波数がとられている。図4は、第3実施形態の血糖値測定装置に備えらえる熱放射板を模式的に図示する斜視図でもある。
3 Third Embodiment FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a third embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the third embodiment. FIG. 10 is a graph showing an example of an absorbance spectrum of glucose and an infrared radiant intensity spectrum thermally radiated by an infrared radiator provided in the blood sugar level measuring device of the third embodiment. In FIG. 10, the vertical axis is the absorbance and the radiant intensity. Also, the horizontal axis represents the wave number. FIG. 4 is also a perspective view schematically illustrating a heat radiation plate provided in the blood sugar level measuring device of the third embodiment.

以下では、主に、図8に図示される第3実施形態の血糖値測定装置3が図1に図示される第1実施形態の血糖値測定装置1と相違する点が説明される。説明されない点については、血糖値測定装置1において採用される構成と同様の構成が血糖値測定装置3においても採用される。 Differences of the blood sugar level measuring device 3 of the third embodiment shown in FIG. 8 from the blood sugar level measuring device 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 will be mainly described below. As for the points that are not explained, the configuration similar to that employed in the blood sugar level measuring device 1 is also employed in the blood sugar level measuring device 3 .

図8に図示される第3実施形態の血糖値測定装置3は、生体LBに照射される赤外線IR1及びIR2の各々が互いに異なるふたつ以上のピーク波長を有する波長混在型の血糖値測定装置である。 The blood sugar level measuring device 3 of the third embodiment illustrated in FIG. 8 is a mixed wavelength type blood sugar level measuring device in which each of the infrared rays IR1 and IR2 irradiated to the living body LB has two or more peak wavelengths different from each other. .

図8に図示される赤外線IR1は、ピーク波長λ1及びλ2を有する。図8に図示される赤外線IR2は、ピーク波長λ3及びλ4を有する。ピーク波長λ3及びλ4は、ピーク波長λ1及びλ2と異なる。このため、赤外線IR1及びIR2は、互いに異なるピーク波長を有する。 The infrared IR1 illustrated in FIG. 8 has peak wavelengths λ1 and λ2. The infrared IR2 illustrated in FIG. 8 has peak wavelengths λ3 and λ4. The peak wavelengths λ3 and λ4 are different from the peak wavelengths λ1 and λ2. Therefore, the infrared rays IR1 and IR2 have different peak wavelengths.

メタマテリアル111及び121は、互いに異なる構造を有する。ピーク波長λ1及びλ2は、メタマテリアル111の構造に応じた波長である。ピーク波長λ3及びλ4は、メタマテリアル121の構造に応じた波長である。このため、ピーク波長λ3及びλ4は、ピーク波長λ1及びλ2と異なる。 Metamaterials 111 and 121 have different structures. The peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths according to the structure of the metamaterial 111 . The peak wavelengths λ3 and λ4 are wavelengths according to the structure of the metamaterial 121 . Therefore, the peak wavelengths λ3 and λ4 are different from the peak wavelengths λ1 and λ2.

第3実施形態においては、メタマテリアル111及び121は、それぞれ放射面11R及び12Rと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、ピーク波長λ1及びλ2は、周期構造111のパターンに応じた波長である。また、ピーク波長λ3及びλ4は、周期構造121のパターンに応じた波長である。 In the third embodiment, metamaterials 111 and 121 are periodic structures comprising a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to radiation surfaces 11R and 12R, respectively. Also, the peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths according to the pattern of the periodic structure 111 . Also, the peak wavelengths λ3 and λ4 are wavelengths according to the pattern of the periodic structure 121 .

赤外線放射器11及び12の各々は、赤外線IRA及びIRBを熱放射する。 Each of infrared radiators 11 and 12 thermally radiates infrared rays IRA and IRB.

メタマテリアル71A1及び71B1は、互いに異なる構造を有する。赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、それぞれメタマテリアル71A1及び71B1の構造に応じた波長である。このため、赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、互いに異なる波長である。 The metamaterials 71A1 and 71B1 have structures different from each other. The peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are wavelengths corresponding to the structures of the metamaterials 71A1 and 71B1, respectively. Therefore, the peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are different wavelengths.

第3実施形態においては、メタマテリアル71A1及び71B1は、それぞれ放射面71AR及び71BRと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、それぞれ周期構造71A1及び71B1のパターンに応じた波長である。 In the third embodiment, metamaterials 71A1 and 71B1 are periodic structures having a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to radiation surfaces 71AR and 71BR, respectively. Also, the peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are wavelengths corresponding to the patterns of the periodic structures 71A1 and 71B1, respectively.

血糖値測定装置3によれば、血糖値測定装置1と同様に、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置3のサイズを小さくすることができる。また、当該血糖値測定装置3のコストを低くすることができる。また、当該血糖値測定装置3に備えられる光源の出力を大きくすることができる。 According to the blood sugar level measuring device 3, similarly to the blood sugar level measuring device 1, the size of the blood sugar level measuring device 3 that measures the blood sugar level in a non-invasive manner can be reduced. Also, the cost of the blood sugar level measuring device 3 can be reduced. Moreover, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device 3 can be increased.

4 第4実施形態
図11は、第4実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。図12は、第4実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。図13は、第4実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する平面図である。図10は、グルコースの吸光度スペクトル及び第4実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフでもある。図4は、第4実施形態の血糖値測定装置に備えらえる熱放射板を模式的に図示する斜視図でもある。
4. Fourth Embodiment FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a fourth embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the fourth embodiment. FIG. 13 is a plan view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the fourth embodiment. FIG. 10 is also a graph showing an example of the absorbance spectrum of glucose and the radiant intensity spectrum of infrared rays thermally radiated by the infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the fourth embodiment. FIG. 4 is also a perspective view schematically illustrating a heat radiation plate provided in the blood sugar level measuring device of the fourth embodiment.

以下では、主に、図11に図示される第4実施形態の血糖値測定装置4が図6に図示される第2実施形態の血糖値測定装置2と相違する点が説明される。説明されない点については、血糖値測定装置2において採用される構成と同様の構成が血糖値測定装置4においても採用される。 Differences between the blood sugar level measuring device 4 of the fourth embodiment shown in FIG. 11 and the blood sugar level measuring device 2 of the second embodiment shown in FIG. 6 will be mainly described below. Regarding the points that are not explained, the same configuration as that employed in the blood sugar level measuring device 2 is also employed in the blood sugar level measuring device 4 .

図11に図示される第4実施形態の血糖値測定装置4は、生体LBに照射される赤外線IR1及びIR2の各々が互いに異なるふたつ以上のピーク波長を有する波長混在型の血糖値測定装置である。 The blood sugar level measuring device 4 of the fourth embodiment illustrated in FIG. 11 is a mixed wavelength type blood sugar level measuring device in which each of the infrared rays IR1 and IR2 irradiated to the living body LB has two or more peak wavelengths different from each other. .

図11に図示される赤外線IR1は、ピーク波長λ1及びλ2を有する。図11に図示される赤外線IR2は、ピーク波長λ3及びλ4を有する。ピーク波長λ3及びλ4は、ピーク波長λ1及びλ2と異なる。このため、赤外線IR1及びIR2は、互いに異なるピーク波長を有する。 The infrared IR1 illustrated in FIG. 11 has peak wavelengths λ1 and λ2. The infrared IR2 illustrated in FIG. 11 has peak wavelengths λ3 and λ4. The peak wavelengths λ3 and λ4 are different from the peak wavelengths λ1 and λ2. Therefore, the infrared rays IR1 and IR2 have different peak wavelengths.

メタマテリアル111及び121は、互いに異なる構造を有する。ピーク波長λ1及びλ2は、メタマテリアル111の構造に応じた波長である。ピーク波長λ3及びλ4は、メタマテリアル121の構造に応じた波長である。このため、ピーク波長λ3及びλ4は、ピーク波長λ1及びλ2と異なる。 Metamaterials 111 and 121 have different structures. The peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths according to the structure of the metamaterial 111 . The peak wavelengths λ3 and λ4 are wavelengths according to the structure of the metamaterial 121 . Therefore, the peak wavelengths λ3 and λ4 are different from the peak wavelengths λ1 and λ2.

第4実施形態においては、メタマテリアル111及び121は、それぞれ放射面11R及び12Rと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、ピーク波長λ1及びλ2は、それぞれ周期構造111及び121のパターンに応じた波長である。 In the fourth embodiment, metamaterials 111 and 121 are periodic structures comprising a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to radiation surfaces 11R and 12R, respectively. Also, the peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths corresponding to the patterns of the periodic structures 111 and 121, respectively.

図12及び図13に図示されるように、熱放射板70は、放射面71AR及び71BRを有する。このため、赤外線放射器11及び12の各々は、放射面71AR及び71BRを有する。また、赤外線放射器11及び12の各々は、図11に図示される赤外線IRA及びIRBを放射面71AR及び71BRからそれぞれ熱放射する。赤外線放射器11の放射面71AR及び71BRは、放射面11Rを構成する。赤外線放射器12の放射面71AR及び71BRは、放射面12Rを構成する。赤外線放射器11により熱放射される赤外線IRA及びIRBは、赤外線IR1を構成する。赤外線放射器12により熱放射される赤外線IRA及びIRBは、赤外線IR2を構成する。 As illustrated in FIGS. 12 and 13, the heat radiation plate 70 has radiation surfaces 71AR and 71BR. Thus, infrared radiators 11 and 12 each have radiation surfaces 71AR and 71BR. Also, each of the infrared radiators 11 and 12 thermally radiates infrared rays IRA and IRB illustrated in FIG. 11 from radiation surfaces 71AR and 71BR, respectively. Radiation surfaces 71AR and 71BR of infrared radiator 11 constitute radiation surface 11R. Radiation surfaces 71AR and 71BR of infrared radiator 12 constitute radiation surface 12R. The infrared rays IRA and IRB thermally radiated by the infrared radiator 11 constitute the infrared rays IR1. The infrared rays IRA and IRB thermally emitted by the infrared radiator 12 constitute the infrared rays IR2.

また、図12及び図13に図示されるように、熱放射板70は、メタマテリアル71A1及び71B1をそれぞれ備える。このため、赤外線放射器11及び12の各々は、メタマテリアル71A1及び71B1を備える。メタマテリアル71A1及び71B1は、放射面71AR及び71BRに沿ってそれぞれ配置される。赤外線放射器11に備えられるメタマテリアル71A1及び71B1は、メタマテリアル111を構成する。赤外線放射器12に備えられるメタマテリアル71A1及び71B1は、メタマテリアル121を構成する。 Also, as illustrated in FIGS. 12 and 13, the heat radiation plate 70 includes metamaterials 71A1 and 71B1, respectively. To this end, each of infrared radiators 11 and 12 comprises metamaterials 71A1 and 71B1. Metamaterials 71A1 and 71B1 are disposed along emitting surfaces 71AR and 71BR, respectively. The metamaterials 71A1 and 71B1 provided in the infrared radiator 11 constitute the metamaterial 111 . The metamaterials 71A1 and 71B1 provided in the infrared radiator 12 constitute the metamaterial 121. FIG.

メタマテリアル71A1及び71B1は、互いに異なる構造を有する。赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、それぞれメタマテリアル71A1及び71B1の構造に応じた波長である。このため、赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、互いに異なる波長である。 The metamaterials 71A1 and 71B1 have structures different from each other. The peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are wavelengths corresponding to the structures of the metamaterials 71A1 and 71B1, respectively. Therefore, the peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are different wavelengths.

第4実施形態においては、メタマテリアル71A1及び71B1は、それぞれ放射面71AR及び71BRと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、赤外線IRA及びIRBのピーク波長は、それぞれ周期構造71A1及び71B1のパターンに応じた波長である。 In the fourth embodiment, metamaterials 71A1 and 71B1 are periodic structures having a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to radiation surfaces 71AR and 71BR, respectively. Also, the peak wavelengths of the infrared rays IRA and IRB are wavelengths corresponding to the patterns of the periodic structures 71A1 and 71B1, respectively.

血糖値測定装置4によれば、血糖値測定装置1と同様に、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置4のサイズを小さくすることができる。また、当該血糖値測定装置4のコストを低くすることができる。また、当該血糖値測定装置4に備えられる光源の出力を大きくすることができる。 According to the blood sugar level measuring device 4, similarly to the blood sugar level measuring device 1, the size of the blood sugar level measuring device 4 that measures the blood sugar level in a non-invasive manner can be reduced. Also, the cost of the blood sugar level measuring device 4 can be reduced. Moreover, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device 4 can be increased.

5 第5実施形態
図14は、第5実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。図15は、第5実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する断面図である。図16は、第5実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器を模式的に図示する平面図でもある。図3は、グルコースの吸光度スペクトル及び第5実施形態の血糖値測定装置に備えられる赤外線放射器により熱放射される赤外線の放射強度スペクトルの例を示すグラフでもある。図4は、第5実施形態の血糖値測定装置に備えらえる熱放射板を模式的に図示する斜視図でもある。
5 Fifth Embodiment FIG. 14 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a fifth embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the fifth embodiment. FIG. 16 is also a plan view schematically illustrating an infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the fifth embodiment. FIG. 3 is also a graph showing an example of the absorbance spectrum of glucose and the radiation intensity spectrum of infrared rays thermally radiated by the infrared radiator provided in the blood glucose level measuring device of the fifth embodiment. FIG. 4 is also a perspective view schematically illustrating a heat radiation plate provided in the blood sugar level measuring device of the fifth embodiment.

以下では、主に、図14に図示される第5実施形態の血糖値測定装置5が図1に図示される第1実施形態の血糖値測定装置1と相違する点が説明される。説明されない点については、血糖値測定装置1において採用される構成と同様の構成が血糖値測定装置5においても採用される。 In the following, differences of the blood sugar level measuring device 5 of the fifth embodiment shown in FIG. 14 from the blood sugar level measuring device 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 are mainly described. As for the points that are not explained, the same configuration as that employed in the blood sugar level measuring device 1 is also employed in the blood sugar level measuring device 5 .

図14に図示される第5実施形態の血糖値測定装置5は、生体LBに照射される赤外線IR1及びIR2の各々がひとつのピーク波長しか有しない波長独立型の血糖値測定装置である。 The blood sugar level measuring device 5 of the fifth embodiment illustrated in FIG. 14 is a wavelength independent type blood sugar level measuring device in which each of the infrared rays IR1 and IR2 irradiated to the living body LB has only one peak wavelength.

図14に図示されるように、第5実施形態の血糖値測定装置5は、赤外線放射器10、シャッター31、シャッター32、検出器41、制御器51及び算出器61を備える。 As illustrated in FIG. 14, the blood sugar level measuring device 5 of the fifth embodiment comprises an infrared emitter 10, shutters 31, shutters 32, detectors 41, controllers 51 and calculators 61. As shown in FIG.

検出器41は、生体LB中のグルコースによる赤外線IR1及びIR2の吸収量を反映する量Dを検出する。第5実施形態においては、検出器41は、音響波検出器である。また、検出される量Dは、赤外線IR1及びIR2が生体LBに照射されている間に生体LBから到来する音響波AWの強度である。音響波検出器は、マイクロフォンである。音響波検出器が、マイクロフォン以外の音響波検出器であってもよい。音響波AWは、赤外線IR1及びIR2をグルコースが吸収した際に光音響効果により発生する音響波である。 The detector 41 detects an amount D that reflects the amount of absorption of the infrared rays IR1 and IR2 by glucose in the living body LB. In the fifth embodiment, detector 41 is an acoustic wave detector. Also, the detected quantity D is the intensity of the acoustic wave AW arriving from the living body LB while the infrared rays IR1 and IR2 are being irradiated to the living body LB. Acoustic wave detectors are microphones. The acoustic wave detector may be an acoustic wave detector other than a microphone. Acoustic waves AW are acoustic waves generated by the photoacoustic effect when glucose absorbs infrared rays IR1 and IR2.

図14、図15及び図16に図示されるように、赤外線放射器10は、複数の放射面11R及び12Rを有する。赤外線放射器10は、赤外線IR1及びIR2を放射面11R及び12Rからそれぞれ熱放射する。放射面11R及び12Rは、同じ方向を向く。 As illustrated in FIGS. 14, 15 and 16, infrared radiator 10 has a plurality of radiation surfaces 11R and 12R. The infrared radiator 10 thermally radiates infrared rays IR1 and IR2 from radiation surfaces 11R and 12R, respectively. The radiation surfaces 11R and 12R face the same direction.

図14、図15及び図16に図示されるように、赤外線放射器10は、メタマテリアル111及び121を備える。メタマテリアル111及び121は、放射面11R及び12Rに沿ってそれぞれ配置される。 As illustrated in FIGS. 14, 15 and 16, infrared emitter 10 comprises metamaterials 111 and 121 . Metamaterials 111 and 121 are disposed along emitting surfaces 11R and 12R, respectively.

メタマテリアル111及び121は、互いに異なる構造を有する。ピーク波長λ1及びλ2は、それぞれメタマテリアル111及び121の構造に応じた波長である。このため、ピーク波長λ1及びλ2は、互いに異なる。このため、赤外線IR1及びIR2は、互いに異なるピーク波長を有する。 Metamaterials 111 and 121 have different structures. The peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths according to the structures of the metamaterials 111 and 121, respectively. Therefore, the peak wavelengths λ1 and λ2 are different from each other. Therefore, the infrared rays IR1 and IR2 have different peak wavelengths.

第5実施形態においては、メタマテリアル111及び121は、それぞれ放射面11R及び12Rと平行をなす方向に周期的に配列される複数のパターン片を備える周期構造である。また、ピーク波長λ1及びλ2は、それぞれ周期構造111及び121のパターンに応じた波長である。 In the fifth embodiment, metamaterials 111 and 121 are periodic structures comprising a plurality of pattern pieces periodically arranged in a direction parallel to radiation surfaces 11R and 12R, respectively. Also, the peak wavelengths λ1 and λ2 are wavelengths corresponding to the patterns of the periodic structures 111 and 121, respectively.

図15に図示されるように、赤外線放射器10は、熱放射板70及びヒーター81を備える。 As illustrated in FIG. 15, the infrared radiator 10 includes a heat radiation plate 70 and a heater 81. As shown in FIG.

図16に図示されるように、熱放射板70は、放射面11R及び12Rを有する。 As illustrated in FIG. 16, the heat radiation plate 70 has radiation surfaces 11R and 12R.

血糖値測定装置5によれば、血糖値測定装置1と同様に、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置5のサイズを小さくすることができる。また、当該血糖値測定装置5のコストを低くすることができる。また、当該血糖値測定装置5に備えられる光源の出力を大きくすることができる。 According to the blood sugar level measuring device 5, similarly to the blood sugar level measuring device 1, the size of the blood sugar level measuring device 5 that measures the blood sugar level in a non-invasive manner can be reduced. Also, the cost of the blood sugar level measuring device 5 can be reduced. Moreover, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device 5 can be increased.

また、血糖値測定装置5によれば、広い範囲から到来する音響波AWの強度を容易に検出することができる。このため、赤外線IR1及びIR2を集光する必要がなく、赤外線IR1及びIR2を集光する光学系を省略することができる。 Further, according to the blood sugar level measuring device 5, the intensity of the acoustic wave AW arriving from a wide range can be easily detected. Therefore, there is no need to collect the infrared rays IR1 and IR2, and an optical system for collecting the infrared rays IR1 and IR2 can be omitted.

6 第6実施形態
図17は、第6実施形態の血糖値測定装置を模式的に図示する断面図である。以下では、主に、図17に示した第6実施形態の血糖値測定装置6に備わる光学系21が他の実施形態の血糖値測定装置に備わる光学系21(および22)と相違する点を説明する。
6. Sixth Embodiment FIG. 17 is a cross-sectional view schematically illustrating a blood sugar level measuring device according to a sixth embodiment. In the following, mainly the differences between the optical system 21 provided in the blood sugar level measuring device 6 of the sixth embodiment shown in FIG. explain.

図17に示すように、第6実施形態の血糖値測定装置6は、放射面11Rに沿ってメタマテリアル111を備える赤外線放射器11と、光学系21と、シャッター31と、検出器41と、制御器51と、算出器61と、到来赤外線集光レンズ241と、冷風源311とを、少なくとも備える。 As shown in FIG. 17, the blood sugar level measuring device 6 of the sixth embodiment includes an infrared radiator 11 having a metamaterial 111 along a radiation surface 11R, an optical system 21, a shutter 31, a detector 41, It comprises at least a controller 51 , a calculator 61 , an incoming infrared condensing lens 241 and a cold air source 311 .

ただし、図17には、血糖値測定装置6が赤外線放射器11、光学系21、およびシャッター31を一組のみ備える構成を示しているが、これは説明および図示の簡単のためである。実際の血糖値測定装置6は、ピーク波長が相異なる2通りの赤外線を選択的に出射可能な構成を有する。係る場合において、血糖値測定装置6は、波長独立型であっても波長混在型であってもよい。 However, although FIG. 17 shows the configuration in which the blood glucose level measuring device 6 includes only one set of the infrared radiator 11, the optical system 21, and the shutter 31, this is for the sake of simplicity of explanation and illustration. The actual blood sugar level measuring device 6 has a configuration capable of selectively emitting two kinds of infrared rays having different peak wavelengths. In such a case, the blood glucose level measuring device 6 may be of a wavelength independent type or a wavelength mixed type.

例えば、血糖値測定装置6は、第1実施形態の血糖値測定装置1のように複数の赤外線放射器と光学系との組を備える構成、具体的には、図17に示した赤外線放射器11および光学系21と同様の構成を有しつつも、メタマテリアルの構成を違えることで出射される赤外線の波長が赤外線放射器11とは異なる他の赤外線放射器および光学系をセットでさらに備える構成を取り得る。係る場合、図1などに示した構成同様、それぞれの光学系に応じたシャッターも設けられる。 For example, the blood sugar level measuring device 6 includes a set of a plurality of infrared radiators and an optical system like the blood sugar level measuring device 1 of the first embodiment, specifically, the infrared radiator shown in FIG. 11 and the optical system 21, but with a different metamaterial configuration, the wavelength of emitted infrared rays is different from that of the infrared radiator 11. can be configured. In such a case, like the configuration shown in FIG. 1 and the like, a shutter corresponding to each optical system is also provided.

あるいは、血糖値測定装置6は、図17に示すように単一の赤外線放射器11および光学系21を有しつつも、図14に示した第5実施形態の血糖値測定装置5と同様に、赤外線放射器11が同じ方向を向いた複数の放射面を有してなり、相異なる赤外線をそれぞれの放射面から熱放射する構成をも取り得る。係る場合、図14に示した構成と同様、それぞれの放射面に応じて2つのシャッターが設けられる。 Alternatively, the blood sugar level measuring device 6 has a single infrared radiator 11 and an optical system 21 as shown in FIG. Alternatively, the infrared radiator 11 may have a plurality of radiating surfaces facing the same direction, and different infrared radiation may be thermally radiated from each radiating surface. In such a case, two shutters are provided for each radiation surface, similar to the configuration shown in FIG.

赤外線放射器11は、メタマテリアル111を備える放射面11Rが、赤外線放射器11から生体LBに向かう方向(以下、照射方向)に対して垂直になるように、配置されてなる。 The infrared radiator 11 is arranged such that the radiation surface 11R having the metamaterial 111 is perpendicular to the direction from the infrared radiator 11 toward the living body LB (hereinafter referred to as irradiation direction).

光学系21は、レンズアレイ91と、レンズ141とを備える。レンズアレイ91およびレンズ141は、赤外線放射器11の放射面11Rと平行に配置されてなる。 The optical system 21 has a lens array 91 and a lens 141 . The lens array 91 and the lens 141 are arranged parallel to the radiation surface 11R of the infrared radiator 11 .

レンズアレイ91は、入射面側が平坦になっている一方、出射面側にそれぞれが凸レンズとして機能する多数の凸部を有してなる。レンズアレイ91は、拡散放射光源である赤外線放射器11から種々の方向に出射される赤外線IRαを屈折させて、照射方向に平行な赤外線IRβとする。レンズ141は、赤外線IRβを集光する。レンズ141によって集光された赤外線IRγが、生体に照射される。 The lens array 91 has a flat entrance surface side and a large number of convex portions each functioning as a convex lens on the exit surface side. The lens array 91 refracts the infrared rays IRα emitted in various directions from the infrared radiator 11, which is a diffuse radiation source, into infrared rays IRβ parallel to the irradiation direction. Lens 141 collects infrared rays IRβ. The infrared rays IRγ condensed by the lens 141 are irradiated to the living body.

血糖値測定装置6は、さらに、冷風源311を備える。冷風源311は、レンズ141に対し冷風CAを送るために備わる。係る冷風CAによりレンズ141を冷却することで、赤外線IRβを集光する際のレンズ141の温度上昇が抑制される。なお、冷風源311はあくまでレンズ141を冷却してその温度を室温程度に保つことができるものであればよい。それゆえ、血糖値測定装置6においても、赤外線放射器11を冷却するための冷却系を必要としない点は他の実施形態の血糖値測定装置と同様である。 The blood glucose level measuring device 6 further comprises a cool air source 311 . A cool air source 311 is provided to send cool air CA to the lens 141 . By cooling the lens 141 with the cold air CA, the temperature rise of the lens 141 is suppressed when the infrared rays IRβ are collected. It should be noted that the cold air source 311 may be anything as long as it can cool the lens 141 and maintain its temperature at about room temperature. Therefore, the blood sugar level measuring apparatus 6 also does not require a cooling system for cooling the infrared radiator 11, like the blood sugar level measuring apparatuses of the other embodiments.

血糖値測定装置6においては、上述の構成が採用されることで、第1および第3実施形態の放物面極101(および102)や第2および第4実施形態の導波管201(および202)を採用せずとも、生体LBに照射される赤外線の集光効率が高められてなる。図17においては、それら放物面鏡や導波管としての機能を有さない単なる筐体301に赤外線放射器11および光学系21を収容した構成が、例示されている。 In the blood glucose level measuring device 6, by adopting the above-described configuration, the parabolic poles 101 (and 102) of the first and third embodiments and the waveguides 201 (and 202), the collection efficiency of the infrared rays irradiated to the living body LB is improved. FIG. 17 illustrates a configuration in which the infrared radiator 11 and the optical system 21 are accommodated in a simple housing 301 that does not function as a parabolic mirror or waveguide.

なお、血糖値測定装置6が相異なる赤外線放射器と光学系との組をさらに備える場合は、そちらについても図17に示したものと同様の構成が採用される。 If the blood sugar level measuring device 6 is further provided with a different set of an infrared radiator and an optical system, the same configuration as that shown in FIG. 17 is adopted for that as well.

また、血糖値測定装置6と同様にレンズ141(および142)を備える第1および第3実施形態の血糖値測定装置1および3に、冷風源311を設けるようにしてもよい。 Also, the blood sugar level measuring devices 1 and 3 of the first and third embodiments having the lens 141 (and 142) like the blood sugar level measuring device 6 may be provided with the cool air source 311 .

また、血糖値測定装置6は、第1ないし第4実施形態と同様に、赤外線検出器である検出器41を備える。検出器41は、生体LB中のグルコースによる赤外線IR1及びIR2の吸収量を反映する量Dを検出する。 Further, the blood sugar level measuring device 6 includes a detector 41, which is an infrared detector, as in the first to fourth embodiments. The detector 41 detects an amount D that reflects the amount of absorption of the infrared rays IR1 and IR2 by glucose in the living body LB.

ただし、血糖値測定装置6は、検出器41の手前(生体LBと検出器41との間)に到来赤外線集光レンズ241を備えており、係る到来赤外線集光レンズ241にて集光された赤外線が検出器41にて検出される。これにより、検出感度が高められてなる。 However, the blood glucose level measuring device 6 is provided with an incoming infrared rays condensing lens 241 in front of the detector 41 (between the living body LB and the detector 41), and Infrared rays are detected by detector 41 . Thereby, the detection sensitivity is enhanced.

なお、図17においては生体LBにて反射された赤外光を検出するようになっているが、これはあくまで例示であり、第1ないし第4実施形態と同様の位置に検出器41が配置される態様であってもよい。 In FIG. 17, the infrared light reflected by the living body LB is detected, but this is merely an example, and the detector 41 is arranged at the same position as in the first to fourth embodiments. It may be a mode to be done.

本実施形態においても、第1ないし第5実施形態と同様に、非侵襲で血糖値の測定を行う血糖値測定装置のサイズを小さくすることができる。また、血糖値測定装置のコストを低くすることができる。また、血糖値測定装置に備える光源の出力を大きくすることができる。 Also in this embodiment, as in the first to fifth embodiments, it is possible to reduce the size of the blood sugar level measuring device that measures the blood sugar level in a non-invasive manner. Also, the cost of the blood sugar level measuring device can be reduced. Also, the output of the light source provided in the blood sugar level measuring device can be increased.

7 フィルタの使用
図18は、赤外線放射器11から生体LBに向かう赤外線の光路の途中に赤外線透過フィルタ(以下、単にフィルタとも称する)FTを配置する様子を示す模式図である。図19は、図18に示した場合における、フィルタFTの配置による赤外線の放射スペクトル(放射エネルギーの波長依存性)の変化を示す図である。例えば、第6実施形態の血糖値測定装置6の場合であれば、レンズアレイ91とシャッタ31との間の任意の箇所に設けることができる。
7 Use of Filter FIG. 18 is a schematic diagram showing how an infrared transmission filter (hereinafter simply referred to as a filter) FT is arranged in the middle of the infrared light path from the infrared radiator 11 to the living body LB. FIG. 19 is a diagram showing changes in the infrared radiation spectrum (wavelength dependence of radiant energy) due to the placement of the filter FT in the case shown in FIG. For example, in the case of the blood sugar level measuring device 6 of the sixth embodiment, it can be provided anywhere between the lens array 91 and the shutter 31 .

一般に、物質に赤外線を照射し、当該物質における赤外線の吸収度合いに応じた量を測定する場合、照射される赤外線の波長(ピーク波長)が物質の吸収波長と対応し、かつ、当該赤外線のプロファイルにおけるピーク半値幅が小さい方が、測定感度が向上する。 In general, when irradiating a substance with infrared rays and measuring the amount according to the degree of absorption of infrared rays in the substance, the wavelength of the irradiated infrared rays (peak wavelength) corresponds to the absorption wavelength of the substance, and the profile of the infrared rays The smaller the peak half width at , the better the measurement sensitivity.

係る点を鑑み、第1ないし第6実施形態のいずれの光学系にも、フィルタFTを配置するようにしてもよい。係る場合、フィルタFTとしては、生体LBにおける吸収波長に該当するある中心波長λaを含むごく狭い波長範囲の赤外線のみを透過させるものを用いるものとする。 In view of this point, the filter FT may be arranged in any of the optical systems of the first to sixth embodiments. In such a case, as the filter FT, one that transmits only infrared rays in a very narrow wavelength range including a certain central wavelength λa corresponding to the absorption wavelength in the living body LB is used.

いま、図18に示すように、赤外線放射器11から出射された赤外線IRx0がフィルタFTに入射し、該フィルタFTを透過した成分が赤外線IRx1として改めてフィルタFTから出射されるとする。そして、図19に示すように、フィルタ入射前の赤外線IRx0の放射スペクトルSPx0においては、中心波長λaで最大強度Ix0であり、ピーク半値幅がWx0であるとする。一方、赤外線IRx1の放射スペクトルSPx1においては、同じ中心波長λaで最大強度Ix1(<Ix0)であり、ピーク半値幅がWx1(<Wx0)であるとする。 Now, as shown in FIG. 18, it is assumed that infrared rays IRx0 emitted from the infrared radiator 11 are incident on the filter FT, and the component that has passed through the filter FT is again emitted from the filter FT as infrared rays IRx1. Then, as shown in FIG. 19, in the radiation spectrum SPx0 of the infrared rays IRx0 before incidence on the filter, the maximum intensity is Ix0 at the center wavelength λa, and the peak half width is Wx0. On the other hand, in the radiation spectrum SPx1 of the infrared ray IRx1, the maximum intensity is Ix1 (<Ix0) at the same center wavelength λa, and the peak half width is Wx1 (<Wx0).

係る場合、生体LBに照射される赤外光の半値幅がフィルタFTを設けない場合に比して小さくなるので、より優れた感度にて測定を行うことが出来る。 In this case, the half-value width of the infrared light irradiated to the living body LB becomes smaller than when the filter FT is not provided, so that the measurement can be performed with higher sensitivity.

例えば、赤外線放射器11(および12)が8μm~10μmの範囲に中心波長λaを有し、半値幅が1μm程度である赤外線を出射可能である場合であれば、透過率が70%でフィルタFTを透過した赤外線の半値幅が500nm程度になるフィルタFTを用いるのが好ましい。係る場合、比較的強度を確保しつつ、半値幅が低減された赤外光を生体LBに照射することが可能となる。 For example, if the infrared radiator 11 (and 12) has a central wavelength λa in the range of 8 μm to 10 μm and can emit infrared rays with a half width of about 1 μm, the transmittance is 70% and the filter FT It is preferable to use a filter FT which has a half-value width of about 500 nm for the infrared rays transmitted through. In this case, it is possible to irradiate the living body LB with infrared light with a reduced half-value width while ensuring a relatively high intensity.

なお、フィルタFTにおいてはエネルギー吸収に伴う昇温が生じ得る。それゆえ、好ましくは、フィルタFTは冷却しつつ使用される。フィルタFTにおいて吸収されたエネルギーが熱に変化すると、フィルタFT自体から熱輻射が生じ、他の波長の赤外線が発生してしまうため、好ましくないからである。 It should be noted that a temperature rise may occur in the filter FT due to energy absorption. Therefore, filter FT is preferably used with cooling. This is because if the energy absorbed in the filter FT changes into heat, thermal radiation will occur from the filter FT itself, and infrared rays of other wavelengths will be generated, which is not preferable.

ただし、赤外線放射器11から出射される赤外線IRx0の放射スペクトルSPx0における波長範囲はあらかじめ比較的限定されているので、フィルタFTにおけるエネルギー吸収は比較的少ないといえる。それゆえ、昇温を抑制するべくフィルタFTを冷却する必要がある場合でも、その機構は簡素化することができる。例えば、第6実施形態の血糖値測定装置6のように、血糖値測定装置が冷風源を備える場合には、係る冷風源からの冷風にてフィルタFTをも冷却することも可能である。なお、光学系21におけるフィルタFTの配置位置は、それぞれの実施形態において好適な位置であればよい。 However, since the wavelength range of the radiation spectrum SPx0 of the infrared rays IRx0 emitted from the infrared radiator 11 is relatively limited in advance, it can be said that the energy absorption in the filter FT is relatively small. Therefore, even if it is necessary to cool the filter FT in order to suppress the temperature rise, the mechanism can be simplified. For example, if the blood sugar level measuring device has a cold air source like the blood sugar level measuring device 6 of the sixth embodiment, it is possible to cool the filter FT with cold air from the cold air source. The arrangement position of the filter FT in the optical system 21 may be any suitable position in each embodiment.

一方、図20は、比較のために示す、一般的な赤外線ヒータHTから出射される赤外線の光路の途中に図18と同じフィルタFTを配置する様子を示す模式図である。また、図21は、図20に示した場合における、フィルタFTの配置による放射スペクトルの変化を示す図である。 On the other hand, FIG. 20 is a schematic diagram showing, for comparison, how the same filter FT as in FIG. 18 is placed in the middle of the optical path of infrared rays emitted from a general infrared heater HT. FIG. 21 is a diagram showing changes in the radiation spectrum due to the arrangement of the filters FT in the case shown in FIG.

図20においては、一般的な赤外線ヒータHTから出射された赤外線IRy0がフィルタFTに入射し、該フィルタFTを透過した成分が赤外線IRy1として改めてフィルタFTから出射される場合を示している。一般的な赤外線ヒータHTからの赤外線の出射態様は黒体放射に類似する。それゆえ、図21に示すように、フィルタ入射前の赤外線IRy0の放射スペクトルSPy0は、黒体放射のスペクトルに類似しており、最大強度Iy0を与える波長は波長λaとは異なっているものとする。一方、赤外線IRy1の放射スペクトルSPy1においては、中心波長λaで最大強度Iy1(<Iy0)であるとする。係る放射スペクトルSPy1は、図19の放射スペクトルSPx1とほぼ同じであるとする。 FIG. 20 shows a case where infrared rays IRy0 emitted from a general infrared heater HT are incident on a filter FT, and the component that has passed through the filter FT is again emitted from the filter FT as infrared rays IRy1. Infrared radiation from a general infrared heater HT resembles blackbody radiation. Therefore, as shown in FIG. 21, the radiation spectrum SPy0 of the infrared rays IRy0 before entering the filter is similar to the spectrum of black body radiation, and the wavelength giving the maximum intensity Iy0 is different from the wavelength λa. . On the other hand, in the radiation spectrum SPy1 of the infrared ray IRy1, the maximum intensity Iy1 (<Iy0) is assumed at the center wavelength λa. It is assumed that the radiation spectrum SPy1 is substantially the same as the radiation spectrum SPx1 in FIG.

図19と図21を比較すると、一般的な赤外線ヒータHTから出射された赤外線IRy0がフィルタに入射する後者の方がフィルタFTにおけるエネルギー吸収量が多くなる。それゆえ、この場合、フィルタFTを十分に冷却することが必須であるため、冷却機構の簡素化は難しい。 Comparing FIG. 19 and FIG. 21, the latter, in which the infrared rays IRy0 emitted from the general infrared heater HT are incident on the filter, absorbs more energy in the filter FT. Therefore, in this case, since it is essential to sufficiently cool the filter FT, it is difficult to simplify the cooling mechanism.

以上のように、赤外線の放射源として赤外線放射器11(および12)を採用した第1ないし第6実施形態に係る血糖値測定装置1ないし6においては、赤外線放射器11(および12)から生体LBに向かう赤外線の光路の途中に赤外線透過フィルタFTを付加した構成を採用することが可能である。係るフィルタFTの付加により、検出感度の向上が見込まれる。一方で、赤外線を吸収するフィルタFTの冷却機構は簡素なもので足りる。 As described above, in the blood glucose level measuring devices 1 to 6 according to the first to sixth embodiments, which employ the infrared radiator 11 (and 12) as the infrared radiation source, the infrared radiator 11 (and 12) emits a living body. It is possible to employ a configuration in which an infrared transmission filter FT is added in the middle of the infrared light path toward the LB. The addition of such a filter FT is expected to improve the detection sensitivity. On the other hand, a simple cooling mechanism is sufficient for the filter FT that absorbs infrared rays.

8 熱放射板の別例
図22から図24までは、第1実施形態から第6実施形態までの血糖値測定装置に備えられる熱放射板の別例を模式的に図示する斜視図である。
8 Another Example of Thermal Radiation Plate FIGS. 22 to 24 are perspective views schematically illustrating another example of the thermal radiation plate provided in the blood glucose level measuring devices according to the first to sixth embodiments.

熱放射板71A、71B及び70の各々が、図4に図示される熱放射板以外の熱放射板であってもよい。例えば、熱放射板71A、71B及び70の各々が、図22、図23又は図24に図示される熱放射板であってもよい。 Each of the heat radiation plates 71A, 71B and 70 may be a heat radiation plate other than the heat radiation plate illustrated in FIG. For example, each of the heat radiation plates 71A, 71B and 70 may be the heat radiation plate illustrated in FIG. 22, FIG. 23 or FIG.

図22に図示される熱放射板71A、71B及び70の各々は、導電体層801を備える。導電体層801には、複数のマイクロキャビティ802が形成される。複数のマイクロキャビティ802は、マトリクス状に配列される。熱放射板71A、71B及び70に備えられる導電体層801は、メタマテリアル71A1、71B1及び701をそれぞれ構成する。 Each of the heat radiation plates 71A, 71B and 70 shown in FIG. A plurality of microcavities 802 are formed in the conductor layer 801 . A plurality of microcavities 802 are arranged in a matrix. Conductive layers 801 provided on the heat radiation plates 71A, 71B and 70 constitute metamaterials 71A1, 71B1 and 701 respectively.

図23に図示される熱放射板71A、71B及び70の各々は、導電体層811、誘電体層812及び導電体パターン813を備える。誘電体層812は、導電体層811の上に配置される。導電体パターン813は、誘電体層812の上に配置される。導電体パターン813は、複数のスプリットリング814を備える。複数のスプリットリング814は、マトリクス状に配列される。熱放射板71A、71B及び70に備えられる導電体層811、誘電体層812及び導電体パターン813は、メタマテリアル71A1、71B1及び701をそれぞれ構成する。 Each of the heat radiation plates 71A, 71B and 70 illustrated in FIG. A dielectric layer 812 is disposed over the conductor layer 811 . A conductor pattern 813 is disposed over the dielectric layer 812 . Conductive pattern 813 includes a plurality of split rings 814 . A plurality of split rings 814 are arranged in a matrix. A conductor layer 811, a dielectric layer 812 and a conductor pattern 813 provided on the heat radiation plates 71A, 71B and 70 constitute metamaterials 71A1, 71B1 and 701, respectively.

図24に図示される熱放射板71A、71B及び70の各々は、W層821、SiO層822、Ge層823、SiO層824、Ge層825、SiO層826及びGe層827を備える。W層821、SiO層822、Ge層823、SiO層824、Ge層825、SiO層826及びGe層827は、記載された順序で下から上に積層される。熱放射板71A、71B及び70に備えられるW層821、SiO層822、Ge層823、SiO層824、Ge層825、SiO層826及びGe層827は、メタマテリアル71A1、71B1及び701をそれぞれ構成する。 Each of the heat radiation plates 71A, 71B and 70 illustrated in FIG . . W layer 821, SiO2 layer 822, Ge layer 823, SiO2 layer 824, Ge layer 825, SiO2 layer 826 and Ge layer 827 are stacked from bottom to top in the order listed. The W layer 821, SiO2 layer 822, Ge layer 823, SiO2 layer 824, Ge layer 825, SiO2 layer 826 and Ge layer 827 provided on the heat radiation plates 71A, 71B and 70 are metamaterials 71A1, 71B1 and 701 respectively.

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 Although the present invention has been described in detail, the above description is, in all aspects, illustrative and not intended to limit the present invention. It is understood that numerous variations not illustrated can be envisioned without departing from the scope of the invention.

1、2、3、4、5、6 血糖値測定装置
10、11、12 赤外線放射器
21、22 光学系
31、32 シャッター
41 検出器
51 制御器
61 算出器
70、71A、71B 熱放射板
81 ヒーター
91 レンズアレイ
101、102 放物面鏡
111、121、71A1、71B1、701 メタマテリアル
141、142 レンズ
201、202 導波管
311 冷風源
LB 生体
IR1、IR2、IR、IRA、IRB 赤外線
AIR 到来赤外線
AW 音響波
CA 冷風
FT (赤外線透過)フィルタ
Reference Signs List 1, 2, 3, 4, 5, 6 blood glucose level measuring device 10, 11, 12 infrared radiator 21, 22 optical system 31, 32 shutter 41 detector 51 controller 61 calculator 70, 71A, 71B thermal radiation plate 81 Heater 91 Lens array 101, 102 Parabolic mirror 111, 121, 71A1, 71B1, 701 Metamaterial 141, 142 Lens 201, 202 Waveguide 311 Cold air source LB Living body IR1, IR2, IR, IRA, IRB Infrared AIR Incoming infrared ray AW Acoustic wave CA Cold air FT (Infrared transmission) filter

Claims (18)

放射面を有し、メタマテリアルを備え、前記メタマテリアルの構造に応じたピーク波長を有する赤外線を前記放射面から熱放射する赤外線放射器と、
生体中のグルコースによる前記赤外線の吸収量を反映する量を検出する検出器と、
を備える血糖値測定装置。
an infrared radiator having a radiation surface, comprising a metamaterial, and thermally radiating infrared rays having a peak wavelength corresponding to the structure of the metamaterial from the radiation surface;
a detector that detects an amount that reflects the amount of infrared radiation absorbed by glucose in a living body;
A blood sugar level measuring device.
前記量は、前記生体に前記赤外線が照射されている間に前記生体から到来する到来赤外線の強度である
請求項1の血糖値測定装置。
2. A blood sugar level measuring apparatus according to claim 1, wherein said amount is intensity of incoming infrared rays coming from said living body while said living body is being irradiated with said infrared rays.
前記量は、前記生体に前記赤外線が照射されている間に前記生体から到来する音響波の強度である
請求項1の血糖値測定装置。
2. The blood sugar level measuring apparatus according to claim 1, wherein said amount is intensity of acoustic waves coming from said living body while said living body is being irradiated with said infrared rays.
前記赤外線を集光する光学系
を備える請求項1から3までのいずれかの血糖値測定装置。
4. The blood sugar level measuring device according to any one of claims 1 to 3, comprising an optical system for condensing said infrared rays.
前記光学系は、
焦点と、前記赤外線を反射する反射面と、を有する放物面鏡と、
反射された赤外線を集光するレンズと、
を備え、
前記赤外線放射器は、前記焦点に配置される
請求項4の血糖値測定装置。
The optical system is
a parabolic mirror having a focal point and a reflective surface that reflects the infrared radiation;
a lens that collects the reflected infrared light;
with
5. The blood glucose measuring device of claim 4, wherein said infrared emitter is located at said focal point.
前記放物面鏡は、回転対称軸を有し、
前記放射面は、ふたつ以上の放射面であり、
前記赤外線は、ふたつ以上の赤外線であり、
前記ふたつ以上の放射面は、前記回転対称軸が伸びる方向と垂直をなす方向を向き、互いに異なる方向を向き、
前記赤外線放射器は、前記ふたつ以上の赤外線を前記ふたつ以上の放射面からそれぞれ熱放射する
請求項5の血糖値測定装置。
The parabolic mirror has an axis of rotational symmetry,
the radiating surfaces are two or more radiating surfaces,
the infrared rays are two or more infrared rays,
the two or more radial surfaces are oriented perpendicular to the direction in which the axis of rotational symmetry extends and oriented in different directions;
6. The blood sugar level measuring apparatus according to claim 5, wherein said infrared radiator thermally radiates said two or more infrared rays from said two or more radiation surfaces, respectively.
前記メタマテリアルは、ふたつ以上のメタマテリアルであり、
前記ふたつ以上のメタマテリアルは、前記ふたつ以上の放射面に沿ってそれぞれ配置され、同じ構造を有し、
前記ふたつ以上の赤外線のピーク波長は、前記ふたつ以上のメタマテリアルの構造に応じた波長であり、同じ波長である
請求項6の血糖値測定装置。
The metamaterial is two or more metamaterials,
the two or more metamaterials are arranged along the two or more emitting surfaces, respectively, and have the same structure;
7. The blood sugar level measuring device according to claim 6, wherein the peak wavelengths of the two or more infrared rays are wavelengths corresponding to the structures of the two or more metamaterials and are the same wavelength.
前記メタマテリアルは、ふたつ以上のメタマテリアルであり、
前記ふたつ以上のメタマテリアルは、前記ふたつ以上の放射面に沿ってそれぞれ配置され、互いに異なる構造を有し、
前記ふたつ以上の赤外線のピーク波長は、それぞれ前記ふたつ以上のメタマテリアルの構造に応じた波長であり、互いに異なる波長である
請求項6の血糖値測定装置。
The metamaterial is two or more metamaterials,
the two or more metamaterials are arranged along the two or more emitting surfaces and have different structures;
7. The blood sugar level measuring device according to claim 6, wherein the two or more infrared peak wavelengths are wavelengths corresponding to structures of the two or more metamaterials, respectively, and are different wavelengths.
前記光学系は、
内面であり前記赤外線を反射する反射面と、前記赤外線及び反射された赤外線を出射させる出射口と、前記反射面に囲まれ前記出射口に至り前記出射口に近づくにつれて小さくなる径を有する管内空間と、を有する導波管
を備え、
前記赤外線放射器は、前記管内空間に配置される
請求項4の血糖値測定装置。
The optical system is
A reflective surface that is an inner surface and reflects the infrared rays, an exit port that emits the infrared rays and the reflected infrared rays, and an inner pipe space surrounded by the reflective surfaces and having a diameter that decreases toward the exit opening and toward the exit opening. and a waveguide having
5. The blood sugar level measuring device according to claim 4, wherein the infrared radiator is arranged in the intra-pipe space.
前記放射面は、前記出射口に向かう方向を向く
請求項9の血糖値測定装置。
10. The blood sugar level measuring device according to claim 9, wherein said radiation surface faces toward said exit port.
前記放射面は、ふたつ以上の放射面であり、
前記メタマテリアルは、ふたつ以上のメタマテリアルであり、
前記ふたつ以上のメタマテリアルは、前記ふたつ以上の放射面に沿ってそれぞれ配置され、互いに異なる構造を有し、
前記赤外線は、ふたつ以上の赤外線であり、
前記ふたつ以上の赤外線のピーク波長は、それぞれ前記ふたつ以上のメタマテリアルの構造に応じた波長であり、互いに異なる波長であり、
前記赤外線放射器は、前記ふたつ以上の赤外線を前記ふたつ以上の放射面からそれぞれ熱放射する
請求項10の血糖値測定装置。
the radiating surfaces are two or more radiating surfaces,
The metamaterial is two or more metamaterials,
the two or more metamaterials are arranged along the two or more emitting surfaces and have different structures;
the infrared rays are two or more infrared rays,
the two or more infrared peak wavelengths are wavelengths corresponding to the structures of the two or more metamaterials, and are different wavelengths;
11. The blood sugar level measuring device according to claim 10, wherein said infrared radiator thermally radiates said two or more infrared rays from said two or more radiation surfaces, respectively.
前記赤外線放射器を含む複数の赤外線放射器を備え、
前記複数の赤外線放射器は、
複数の放射面をそれぞれ有し、
前記複数の放射面に沿って配置され互いに異なる構造を有する複数のメタマテリアルをそれぞれ備え、
前記複数のメタマテリアルに応じた波長であり互いに異なるピーク波長を有する複数の赤外線を前記複数の放射面からそれぞれ熱放射する
請求項1から11までのいずれかの血糖値測定装置。
comprising a plurality of infrared radiators including the infrared radiator;
The plurality of infrared radiators are
each having a plurality of radiating surfaces,
each comprising a plurality of metamaterials arranged along the plurality of radiation surfaces and having structures different from each other;
12. The blood sugar level measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein a plurality of infrared rays having wavelengths corresponding to the plurality of metamaterials and having mutually different peak wavelengths are thermally radiated from the plurality of radiation surfaces.
前記複数の赤外線のピーク波長は、グルコースの吸光度が最小となる波長及びグルコースの吸光度が最大となる波長を含む
請求項12の血糖値測定装置。
13. The blood sugar level measuring device according to claim 12, wherein the plurality of infrared peak wavelengths include a wavelength at which glucose absorbance is minimum and a wavelength at which glucose absorbance is maximum.
前記赤外線放射器は、
前記放射面を有し、前記メタマテリアルを備える熱放射板と、
前記熱放射板を加熱するヒーターと、
を備える
請求項1から13までのいずれかの血糖値測定装置。
The infrared radiator is
a heat radiation plate having the radiation surface and comprising the metamaterial;
a heater for heating the heat radiation plate;
The blood glucose level measuring device according to any one of claims 1 to 13, comprising:
前記放射面は、ふたつの放射面であり、
前記メタマテリアルは、ふたつのメタマテリアルであり、
前記赤外線放射器は、
前記ふたつの放射面をそれぞれ有し、前記ふたつのメタマテリアルをそれぞれ備えるふたつの熱放射板と、
前記ふたつの熱放射板に挟まれるヒーターと、
を備える
請求項1から14までのいずれかの血糖値測定装置。
the radiating surfaces are two radiating surfaces,
The metamaterials are two metamaterials,
The infrared radiator is
two heat radiation plates each having the two radiation surfaces and each comprising the two metamaterials;
a heater sandwiched between the two heat radiation plates;
15. The blood glucose level measuring device according to any one of claims 1 to 14, comprising:
前記赤外線の光路を開閉するシャッター
を備える請求項1から15までのいずれかの血糖値測定装置。
16. The blood sugar level measuring device according to any one of claims 1 to 15, further comprising a shutter for opening and closing the optical path of said infrared rays.
前記量から血糖値を算出する算出器
を備える請求項1から16までのいずれかの血糖値測定装置。
17. The blood sugar level measuring device according to any one of claims 1 to 16, comprising a calculator for calculating a blood sugar level from said amount.
前記赤外線を屈折させて、照射方向に平行な赤外線にするレンズアレイ
を備える請求項1から17までのいずれかの血糖値測定装置。
18. The blood sugar level measuring device according to any one of claims 1 to 17, comprising a lens array that refracts the infrared rays into infrared rays parallel to the irradiation direction.
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