JP3155842U - 成分測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ部が配設されたガラス本体が損傷することなくセンサ部と制御基板との接続作業を容易に行うことができる成分測定装置を提供する。【解決手段】装着部３０と発光ダイオードの間に配置されて発光ダイオードからの光が通過するガラス本体４９及びこのガラス本体４９に設けられて外気温の変化を検出するセンサ部を有する温度センサ３９と、ガラス本体４９における光の入射側にガラス本体４９と対向して配設された制御基板を備えている。ガラス本体４９には、外気温の変化を検出するセンサ部が設けられている。そして、制御基板と温度センサ３９との間に介在され、センサ部と制御基板とを電気的に接続する異方性導電ゴム４２と、を備えた。【選択図】図６

Description

本考案は、血液中の血糖値や尿成分、或いは排水や工業用水等の液体における所定成分を光学的に測定する成分測定装置に関する。

従来、体液や工業用水中の化学成分を検出し、その所定成分の量や性質等を測定するために、光学的に所定成分を測定する成分測定装置が用いられている。成分測定装置は、まず血液等の液体を試験紙に含浸させ、この試験紙に所定の波長を有する光を照射する。そして、試験紙から反射された反射光の強度を測定することによって、液体中の所定成分を算出し測定している。

また、血液や尿成分等の体液を測定する場合、測定時点の周囲の温度に応じて、体液と試験紙に含浸されている試薬との反応速度が変化する。そして、特許文献１では、成分測定装置である血糖計に温度センサを内蔵し、測定時に得られた物性値を血糖値に換算する際に、温度補正演算を行う技術が開示されている。

また、周囲の温度変動を迅速に検出して測定精度を向上させるために、外気の温度変化を検出するセンサ部を装置の先端部である光源の照射方向の前方に配置されたガラス本体に配置することが考えられている。そして、ガラス本体に配置されたセンサ部と、このセンサ部を制御する制御基板との接続には、フレキシブルプリント配線やフラットケーブルを用いられる。また、フレキシブルプリント配線やフラットケーブル以外に、バネ性を有するピンをセンサ部に圧接させて、センサ部と制御基板を接続する方法も考えられている。

特開２００７−１０３１７号公報

しかしながら、センサ部と制御基板との接続にフレキシブルプリント配線やフラットケーブルを用いる場合は、センサ部にフレキシブルプリント配線やフラットケーブルをハンダ付けによって実装する必要がある。また、このセンサ部は、装置本体の先端部の極めて狭い場所に配置されている。そのため、フレキシブルプリント配線等をセンサ部にハンダ付けするための作業工数がかかるだけでなく、ハンダ付け作業が極めて煩雑である、という問題を有している。

また、試験紙に照射する光及び試験紙から反射された光の光軸上にフレキシブルプリント配線等が被って、照射する光及び試験紙から反射された光を遮らないようにするために、フレキシブルプリント配線等を屈曲させる必要があった。そのため、このフレキシブルプリント配線を屈曲させるためのスペースが必要となり、装置が大型化する、という問題も有していた。

なお、バネ性を有するピンをセンサ部と制御基板の間に介在させる方法では、ハンダ付けを行う作業が不要となるが、ピンをセンサ部が配設されたガラス本体に圧接させてピンとセンサ部を接触させていた。そのため、ピンが圧接されたガラス本体に傷が付く、という不具合を有していた。

本考案の目的は、上記の問題点を考慮し、センサ部が配設されたガラス本体が損傷することなくセンサ部と制御基板との接続作業を容易に行うことができる成分測定装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本考案の目的を達成するため、本考案の成分測定装置は、液体が含浸される試験紙を有するチップが装着される装着部と、所定の波長の光を試験紙に出射する光源と、を備えている。また、成分測定装置は、装着部と光源の間に配置されて光源からの光が通過するガラス本体及びガラス本体に設けられて外気温の変化を検出するセンサ部を有する温度センサと、ガラス本体における光の入射側にガラス本体と対向して配設され、センサ部を制御する制御基板を備えている。更に、成分測定装置は、制御基板と温度センサとの間に介在され、センサ部と制御基板とを電気的に接続する異方性導電ゴムと、を備えていることを特徴としている。

本考案の成分測定装置によれば、異方性導電ゴムを温度センサと制御基板との間に異方性導電ゴムを差し込むだけで、極めて容易にセンサ部と制御基板とを電気的に接続することができる。また、ガラス本体に配設されたセンサ部と接触する異方性導電ゴムは、弾性を有する材料であるため、ガラス本体が異方性導電ゴムとの接触で損傷するおそれがない。更に、制御基板と温度センサとの距離を自由に設定することができるので、設計状の自由度が増し、測定部の高機能化を図ることができる。

本考案の成分測定装置の実施の形態例を示す斜視図である。 本考案の成分測定装置の実施の形態例を示す右側面図である。 本考案の成分測定装置の実施の形態例を示す正面図である。 本考案の成分測定装置の要部を示す斜視図である。 本考案の成分測定装置の要部を示す分解斜視図である。 図３におけるＹ−Ｙ線拡大断面図である。 図２におけるＸ−Ｘ線拡大断面図である。 本考案の成分測定装置に係る光路ブロックを示す斜視図である。 本考案の成分測定装置に係る光路ブロックを示す分解斜視図である。 本考案の成分測定装置に係る異方性導電ゴムの接触面を示す正面図である。 本考案の成分測定装置に係る温度センサを示す正面図である。 本考案の成分測定装置に係る温度センサを示す断面図である。

以下、本考案の成分測定装置の実施の形態例について、図１〜図１２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本考案は、以下の形態に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．成分測定装置の構成例
２．成分測定装置の動作
３．成分測定装置に係る測定部の組み立て

１．成分測定装置の構成例
まず、図１〜図３を参照して本考案の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる成分測定装置として適用される血糖値測定装置の構成について説明する。
図１は、本例の血糖値測定装置を示す斜視図、図２は、本例の血糖値測定装置を示す右側面図、図３は、本例の血糖値測定装置を示す正面図である。

本例に示す血糖値測定装置１は、医師や看護師或いは糖尿病患者等が、血液をチップに採取して、血液中の血糖値を測定し、その血糖値の測定データを管理することができる装置である。この血糖値測定装置は、携帯電話のように手に持って操作することができるものである。

図１に示すように、血糖値測定装置１は、中空の容器からなる筐体２と、その筐体２に内蔵された電源部と、血糖値等を測定する測定部４と、表示部５と、測定部４や表示部５の動作や表示等を制御する制御部等を備えて構成されている。また、測定部４には、ユーザーの血液を吸引し収容するチップ１００が装着される。なお、表示部５には、例えば入力事項や確認事項、測定結果等が表示される。

筐体２は、人が片手で持って操作部の操作スイッチ１４を容易に押圧操作できるように少し細長であって、手にフィットする胴部９を有する立体形状とされている。この筐体２は、上下に重ね合わされる上ケース７と下ケース８を有している。そして、筐体２は、上ケース７と下ケース８とを上下に重ね合わされた状態で複数個の固定ねじによって組立・分解可能に構成されている。

また、筐体２の胴部９の中空内には表示部５と制御部等が配置されている。更に、筐体２の中空部の長手方向の一側である先端側に測定部４が配置されている。そして、上ケース７には表示部５が取り付けられ、下ケース８には電源部が設けられている。

下ケース８には、下面側に開口する電池収納部が設けられている。電池収納部には、例えば、携帯用電源としてのボタン型電池が着脱可能に収納されている。この電池収納部は、下ケース８に対して着脱可能に構成された電池蓋によって開閉可能に覆われている。そして、血糖値測定装置１は、ボタン型電池の電力により、測定部４や制御部の動作、或いは表示部５の表示等が制御されるようになっている。

この電源部に用いられる電池の形態としては、ボタン型電池に限られるものではなく、丸型乾電池や角型乾電池その他の形態のものを使用できるものである。また、電池の材料の面から分類した場合の、アルカリ電池やマンガン電池その他の材料のものを使用できることは勿論であり、リチウムイオン電池のような２次電池を使用してもよい。

上ケース７の略中央部に、その表裏面を貫通する略長方形をなす開口窓１１が設けられている。開口窓１１には、これに見合う形状を有する液晶カバー１２が嵌合されている。この液晶カバー１２の背面側に、表示部５の液晶パネルが配置されている。液晶カバー１２の上面は、これよりも適宜に大きく形成された正面パネル１３によって全面が覆われている。正面パネル１３は、上ケース７の上面に配置された２つの操作スイッチ１４を覆うことができる大きさとなっている。

２つの操作スイッチ１４は、上ケース７の上面に設けた挿通孔にそれぞれ挿入されていて、これらの操作スイッチ１４を介して血糖値測定装置１のオン・オフ操作等の各種操作が可能とされている。

これら上ケース７と下ケース８の間に、表示部５の液晶パネルと、制御部のメイン配線基板が配置されている。メイン配線基板には、所定形状に形成された電気回路が印刷配線等によって設けられている。そして、メイン配線基板には、予め設定された所定の機能を実行するためのマイクロコンピュータ、予め所定のプログラムが記憶されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、コンデンサや抵抗その他の電子部品が実装されている。

図２に示すように、筐体２の長手方向の一側は、下ケース８側に少し湾曲した先細の湾曲部１６として形成されている。湾曲部１６は、上ケース７に設けた内向きのコ字状部分からなる上湾曲部１６ａと、下ケース８に設けた外向きのコ字状部分からなる下湾曲部１６ｂとの組み合わせからなる（図３参照）。この湾曲部１６は、上湾曲部１６ａと下湾曲部１６ｂを重ね合わせることにより、全体として下ケース８側に湾曲された湾曲部１６が形成されている。

更に、湾曲部１６における凸側には、イジェクト操作子１８が設けられている。このイジェクト操作子１８は、後述するイジェクト部材２４を操作するための部材である。なお、湾曲部１６には、このイジェクト操作子１８の移動を許容するための長穴が設けられている。長穴は、筐体２の前後方向へ所定の長さだけ直線的に延在されて設けられており、イジェクト操作子１８の脚部が摺動可能に係合されている。

また、湾曲部１６の先端には、開口部１７が設けられている。この開口部１７は、筐体２の中心を通る部分よりも下ケース８側に若干傾いた位置において斜め下方へ向けて開口されている。なお、この開口部１７には、測定部４が配設されている。

［測定部］
次に、図４〜図１２を参照して、本例の測定部４について説明する。
図４は、本例の測定部を示す斜視図、図５は、本例の測定部を示す分解斜視図、図６及び図７は、本例の測定部を示す断面図である。また、図８は、本例の測定部に係る光路ブロックを示す斜視図、図９は、光路ブロックの分解斜視図である。図１０は、本例の異方性導電ゴムの接触面を示す正面図、図１１及び図１２は、本例の温度センサを示す正面図及び断面図である。

測定部４は、血液をチップ１００に採取することによって、血糖値を光学的に測定する装置である。この測定部４は、リング筐体２１と、内リング２２と、測光ブロック２３と、イジェクト部材２４と、光路ブロック２６と、制御基板２７と、制御基板２７を押さえる基板押えブラケット２８とから構成されている。また、測定部４は、チップ１００周囲の温度である外気温の変化を検出する温度センサ３９と、この温度センサ３９と制御基板２７を電気的に接続する異方性導電ゴム４２を有している。

図５に示すように、リング筐体２１は、筐体２に固定するための固定部２１ａと、この固定部２１ａに連続して一体に形成された筒軸部２１ｂとを有している。固定部２１ａは、開口部１７を閉じるように中心方向に展開された端面部２１ｃを有している。その端面部２１ｃの略中央部には、円筒状の筒軸部２１ｂが外側へ突出するように形成されている。また、固定部２１ａには、測光ブロック２３及び基板押えブラケット２８が固定ネジ４０を介して固定されるネジ部３１が設けられている。

図６に示すように、筒軸部２１ｂの内壁には、突条２１ｄが設けられている。また、筒軸部２１ｂの内側には、内リング２２が配置されている。内リング２２は、円筒部２２ａと、フランジ部２２ｂとを有している。フランジ部２２ｂは、円筒部２２ａの一方の端面側から連続し、且つ半径方向の外側へ展開するように設けられている。

また、円筒部２２ａは、リング筐体２１の筒軸部２１ｂの内側において筒軸部２１ｂと同一軸心線上に配置されている。そのため、リング筐体２１の筒軸部２１ｂと内リング２２の円筒部２２ａとの間には、リング状をなす空間部が形成されている。このリング状をなす空間部を、後述するイジェクト部材２４の押出部４６が長手方向に摺動する（図７参照）。そして、リング筐体２１と内リング２２によって、チップ１００を着脱可能に支持することができる装着部３０が構成されている。なお、内リング２２の背面側には、測光ブロック２３が対向して配置されている。

図５に示すように、測光ブロック２３は、中空に形成されており、略平板状のベース部２３ａと、このベース部２３ａの前方に形成された略円形の軸部２３ｂとを有している。ベース部２３ａには、固定ネジが螺合される複数のネジ孔３２と、略半円状の２つの切り欠き３３が設けられている。なお、測光ブロック２３をリング筐体２１の背面側に配置した際に、２つの切り欠き３３にリング筐体２１のネジ部３１が嵌め込まれる（図４参照）。

図６に示すように、軸部２３ｂには、後述する発光ダイオード８０ａ，８０ｂから照射された光が通過する主導光路３５と、チップ１００に設けた試験紙１０７によって反射された光が通過する受光経路３６が設けられている。また、軸部２３ｂにおける主導光路３５の近傍には、略直方体状の異方性導電ゴム４２が貫通する貫通孔３４が設けられている（図５参照）。そして、軸部２３ｂの端面には、主導光路３５及び受光経路３６の開口を閉じるようにして、温度センサ３９がゴムガスケット４１を介して取り付けられている。

これにより、温度センサ３９とゴムガスケット４１によって、主導光路３５及び受光経路３６の開口を閉じることで、測光ブロック２３内に水や埃等が侵入することを防止することができる。また、ゴムガスケット４１を用いて防水及び防塵構造としたため、光が通過する後述するガラス本体４９の水拭きを行うことができ、メンテナンスを行い易くすることができる。

なお、主導光路３５におけるベース部２３ａ側の端部には、光路ブロック２６が収納される収納部３７が設けられている。この収納部３７は、ベース部２３ａ側の一面が全て開口している。また、受光経路３６におけるベース部２３ａ側の端部には、受光素子４４が嵌め込まれる嵌入部３８が設けられている。

受光素子４４は、試験紙１０７からの反射光を受光する受光部４４ａと、２つの配線４４ｂとを有している。受光部４４ａは、略球面状の受光面を有する砲弾型に形成されている。２つの配線４４ｂは、受光部４４ａにおける受光面の反対側から連続して延出し、制御基板２７に電気的に接続されている。

なお、この測光ブロック２３の軸部２３ｂには、イジェクト部材２４が摺動可能に取り付けられている。イジェクト部材２４は、装着部３０に装着されたチップ１００を離脱させるためのものである。このイジェクト部材２４は、チップ１００に直接接触して押し出す押出部４６と、この押出部４６が固定されると共に所定距離だけ摺動動作される摺動プレート４７とを有している。

押出部４６は、円弧状に湾曲させた２枚の円弧片４６ａ，４６ａを左右方向に対向させることによって構成されている。この押出部４６は、測光ブロック２３の軸部２３ｂに移動可能に装着され、軸部２３ｂの外側を軸方向に沿って所定距離だけ進退移動される。

摺動プレート４７は、長手方向の中途部を９０度に折り曲げたような形状に形成されている。この摺動プレートは、その折り曲げ部の一側に固定部４７ａが設けられ、その折り曲げ部の他側に連結部４７ｂが設けられている。固定部４７ａは、押出部４６を構成する一対の円弧片４６ａ，４６ａに対応する大きさを有するＵ字形状の部材として形成されている。そして、固定部４７ａの一面において連結部４７ｂと反対側へ突出するように、一対の円弧片４６ａ，４６ａが立設されている。また、連結部４７ｂの略中央部には、イジェクト操作子１８と連結するための挿通孔４８が設けられている。

このイジェクト部材２４は、摺動プレート４７の挿通孔４８に挿通される固定ネジにより締め付けられてイジェクト操作子１８に固定されている。また、イジェクト部材２４は、不図示の引張コイルばねにより引っ張られて、内リング２２から離れる後方へ常に付勢されている。

なお、イジェクト操作子１８を前方に押圧することで、イジェクト部材２４がイジェクト操作子１８の移動距離と同じ距離だけ移動される。その結果、イジェクト部材２４の先端に設けた一対の押出部４６の先端がチップ１００の係合爪１０５の端部を前方に押圧し、チップ１００を装着部３０から離脱させる。これにより、チップ１００を廃棄することができる。

［異方性導電ゴム］
ここで、図１０を参照して異方性導電ゴム４２について説明する。
図１０に示すように、異方性導電ゴム４２は、導体に金属粒子を使用した導電シリコーンゴム４２ａと電気絶縁性シリコーンゴム４２ｂをゼブラ状に交互に積層したゴムコネクタである。そして、本例では、導電部である導電シリコーンゴム４２ａと、絶縁部である電気絶縁性シリコーンゴム４２ｂか約０．１ｍｍピッチで交互に積層されている。なお、導電部と絶縁部のピッチは、上述した０．１ｍｍに限定されるものではない。

なお、本例では、異方性導電ゴム４２の形状を略直方体状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、その他の形状、例えば円筒を薄くつぶしたような形状であってもよい。

［温度センサ］
次に、図１１及び図１２を参照して温度センサ３９について説明する。
図１１に示すように、温度センサ３９は、平板状に形成されたガラス本体４９と、外気の温度変化を検出するセンサ部５０と、センサ部５０と一体に形成された一対の接点部５９と、から構成されている。

ガラス本体４９は、光源である２つの発光ダイオード８０ａ，８０ｂからの光及び試験紙１０７からの反射光を通過させる光学窓としての役割を有している。このガラス本体４９は、２つの発光ダイオード８０ａ，８０ｂから出射された光が通過する投光用領域Ｐと、試験紙１０７からの反射光が通過する受光用領域Ｑを有している。更に、ガラス本体４９の周縁には、防水防塵用の役割を有するゴムガスケット４１が接触する接触面Ｎが設けられている。

また、図１２に示すように、ガラス本体４９は、白板ガラス４９ａの両面を、２つの反射防止層４９ｂで挟んだ積層体である。反射防止層４９ｂの材質としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）や二酸化ジルコニア（ＺｒＯ_２）などからなる。このように、ガラス本体４９に反射防止層４９ｂを設けることで、光の透過率を十分に確保できると共に、乱反射による迷光が発生することを防止することが可能である。そして、このガラス本体４９の一面には、チタンやクロム等からなる密着層６０を介してセンサ部５０及び一対の接点部５９が設けられている。

図１１に示すように、センサ部５０は、一筆書きで表される細線であり、ガラス本体４９における投光用領域Ｐ、受光用領域Ｑ及び接触面Ｎを避けて配置されている。このセンサ部５０の材質としては、正又は負の抵抗温度係数を持ち、且つ酸化しない材料、例えばプラチナ（Ｐｔ）等が挙げられる。そして、センサ部５０は、ガラス本体４９の一面に、例えば圧膜印刷、蒸着やフォトレジスト等の方法で形成される。

一対の接点部５９は、センサ部５０と同一の材料で、センサ部５０と一体に形成されている。すなわち、ガラス本体４９の一面に形成された一つの膜がセンサ部としての役割と接点部としての役割を兼ねている。これにより、構造を単純化することができ、極めて容易に製造及び組み立てすることができる。また、露出するセンサ部５０及び２つの接点部５９の材料として、酸化されない材料であるプラチナを用いることで、耐久性を向上させることができ、性能の長期的な維持を図ることができる。

一対の接点部５９の間隔は、異方性導電ゴム４２の導電シリコーンゴム４２ａと電気絶縁性シリコーンゴム４２ｂのピッチの２倍以上に設定されている。また、この一対の接点部５９が互いに対向する辺は、略平行に形成されている。そして、この一対の接点部５９に、異方性導電ゴムの一端部が面接触する。

なお、本例では、センサ部５０と一対の接点部５９とを同一の材料で形成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、センサ部５０と一対の接点部５９を異なる材料で形成してもよい。

このように、本例の温度センサ３９は、光を透過させる光学透過窓としての役割と共に、外気温の変化を検出するセンサ部としての役割も兼ねている。これにより、部品容積を増やすことなく、外気温の変化を検出することができ、装置自体の小型化を図ることができる。

また、フレキシブルプリント配線等による電気接続ではなく、異方性導電ゴム４２による電気接続を前提としているため、フレキシブルプリント配線をハンダ付けする工程を省くことが可能である。その結果、ハンダ付けする必要がないため、ハンダ濡れ性等に配慮した材料を接点部５９に設ける必要がなく、図１２に示すように、接点部５９を単純層構造にすることができる。

更に、電気接続がハンダ接続などの金属接続であれば、制御基板２７に設けられている熱伝導率の高い銅線材料と温度センサ３９は、熱伝達の良い結合を形成してしまう。しかしながら、本例では、電気接続を異方性導電ゴム４２にすることで、これらは金属で直接接続されることがないため、相互の熱伝達量を低減することができる。従って、温度センサ３９の周辺部品との熱伝導率を意図的に高く、且つその熱容量を小さくすることができる。その結果、温度センサの伝熱追従を内部温度に追従する制御基板等から切り離して外気従属にすることができ、外気の温度変化に対し早い熱応答時定数を得ることが可能である。

ここで、血糖値を測定する際、気温の高低によって試験紙に含まれている試薬の反応時間が変化する。このため、筐体２内部のマイコンの構成要素であるＲＯＭには、周囲の気温に対する反応の補正値が記憶されている。そして、ＲＯＭに格納されているマイコンのプログラムは、血糖値計測時の気温を検出して適切な計測値を算出するように構成されている。

ところが、測定中に気温が変化してしまうと、この補正値が正しく導き出せない。このため、誤った血糖値を導き出してしまう虞が極めて高い。つまり、測定中に気温が変化してはならない。勿論、測定の直前においても、気温に変化が生じていれば、その変化が落ち着くまで血糖値計測処理は控えなければならない。

そのため、血糖値測定装置１の周囲の気温が安定していることを正しく検出するために、本例の血糖値測定装置１には、上述した温度センサ３９以外にもう一つの温度計測素子が設けられている。もう一つの温度計測素子は、筐体２の中心部分に設けられ、筐体内部の温度（以下「内部温」）を計測する内部温センサである。

そして、この二つの温度センサが、ある一定時間を経過しても変化せず、且つ温度センサ同士の値の差が小さければ、筐体２全体が外気温に「馴染んだ」、つまり外気温と筐体２内部との温度差が、血糖値を正しく測定するに必要な程度に十分小さくなったことと判断できる。これにより、適切な環境下で血糖値計測を実施することができるため、より正確な血糖値を測定することができる。

［チップ］
ここで、この血糖値測定装置１に装着されるチップ１００について説明する。図１に戻り、チップ１００は、円板状に形成されたベース部１０１と、このベース部１０１の一方の面に形成されたノズル部１０２と、ベース部１０１の他方の面に形成された係合部１０３とからなっている。

ベース部１０１の外径は、筒軸部２１ｂの外径と略同じ寸法に形成されている。このベース部１０１の中央には、ノズル部１０２が中央に立設されている。ノズル部１０２の中心部には、軸方向へ貫通する採取孔１０４が設けられている。そして、ノズル部１０２の先端部は、先細に形成されていて、その先端面には検体を吸引し易くするための凹溝１０２ａが設けられている（図３参照）。

チップ１００の係合部１０３は、装着部３０の空間部に見合う大きさに形成されていている。すなわち、係合部１０３の外径は、筒軸部２１ｂの穴に嵌まり合うことができる大きさであり、その内径は、円筒部２２ａを覆う大きさである。

更に、係合部１０３の先端部には、弾性片からなる４つの係合爪１０５が設けられている。なお、この係合爪１０５は、３つ以下、或いは５つ以上設けてもよい。係合爪１０５は、周方向に連続する円弧状の凸部として形成されており、その外周面には、摩擦抵抗を高めるための複数の凸部が設けられている。そして、この係合爪１０５を、筒軸部２１ｂの内周面に接触させ、押し込んで係合爪１０５が筒軸部２１ｂの内面に設けられた突条２１ｄを乗り越えることにより、筒軸部２１ｂによるチップ１００の保持力を高めて外れ難くすることができる（図６参照）。

また、係合部１０３の内側には、採取孔１０４に連通された試験紙収納部１０６が設けられている。この試験紙収納部１０６には、血液を採取して所定量の血液を保持する試験紙１０７が収納されている。血液が含浸した試験紙に、測光ブロック２３から照射される所定の光を照射することにより、血液中の成分を測定することができる。

［光路ブロック］
次に、図８及び図９を参照して光路ブロック２６について説明する。図８に示すように、光路ブロック２６は、第１の光路ブロック５１と、第２の光路ブロック５２とから構成されている。そして、この光路ブロック２６には、集光レンズ５３が取り付けられている。

図９に示すように、第１の光路ブロック５１は、略直方体状に形成された基部５１ａと、フランジ部５１ｂとを有している。基部５１ａにおける集光レンズ５３と対向する端面は、長手方向の両端からその中央にかけて傾斜し、中央部が凹んでいる。この基部５１ａには、略円形状に凹んだ２つの溝５４ａ，５４ｂと、２つの凸片５５ａ，５５ｂと、挿入穴５６が設けられている。

また、基部５１ａの長手方向の両端面には、突起５７が形成されている。図７に示すように、光路ブロック２６を測光ブロック２３の収納部３７に収納した際に、この突起５７は、収納部３７の側壁に当接する。これにより、測光ブロック２３の収納部３７内における光路ブロック２６の位置決めが行えると共に光路ブロック２６のガタツキを防ぐことが可能である。

２つの溝５４ａ，５４ｂは、それぞれ基部５１ａの一面から２段階に凹んで形成されている。この２つの溝５４ａ，５４ｂは、略ハの字状に配置され、２つの溝５４ａ，５４ｂの間に挿入穴５６が配置されている。２つの凸片５５ａ，５５ｂは、基部５１ａにおける集光レンズ５３と対向する面から、略垂直に突出している。第１の凸片５５ａは、長手方向の一端に形成され、第２の凸片５５ｂは、長手方向の他端に形成されている。

また、フランジ部５１ｂは、基部５１ａにおける集光レンズ５３と対向する面の反対側の面に設けられている。このフランジ部５１ｂには、制御基板２７を把持する把持片５８が形成されている。

第２の光路ブロック５２は、第１の光路ブロック５１と同様の構成を有しており、略直方体状に形成された基部５２ａと、フランジ部５２ｂとを有している。基部５２ａにおける集光レンズ５３と対向する端面は、長手方向の両端からその中央にかけて傾斜し、中央部が凹んでいる。この基部５２ａには、略円形状に凹んだ２つの溝６１ａ，６１ｂと、２つの凸片６２ａ，６２ｂと、挿入穴５６に挿入される凸部６３（図６参照）が設けられている。

更に、基部５２ａの上面部には、略四角形状に凹んだ載置部６４が形成されている。この載置部６４には、異方性導電ゴム４２が載置される。そして、この載置部６４と貫通孔３４が設けられた測光ブロック２３の軸部２３ｂが、異方性導電ゴム４２を支持する支持部材としての役割を有している。

２つの溝６１ａ，６１ｂは、基部５２ａにおける第１の光路ブロック５１に設けた２つの溝５４ａ，５４ｂと対向する一面に形成されている。この２つの溝６１ａ，６１ｂは、第１の光路ブロック５１の２つの溝５４ａ，５４ｂと同様に、２段階に凹んで形成されている。なお、２つの溝６１ａ，６１ｂは、第１の光路ブロック５１の２つの溝５４ａ，５４ｂと対向するように略ハの字状に配置されている。更に、２つの溝６１ａ，６１ｂの間には、凸部６３が突出している。

２つの凸片６２ａ，６２ｂは、基部５２ａにおける集光レンズ５３と対向する面から、略垂直に突出している。第１の凸片６２ａは、長手方向の一端に形成され、第２の凸片６２ｂは、長手方向の他端に形成されている。また、フランジ部５２ｂは、基部５２ａにおける集光レンズ５３と対向する面の反対側の面に設けられている。

そして、第１の光路ブロック５１の第１の溝５４ａと第２の光路ブロック５２の第１の溝６１ａによって、第１の絞り部６６及び第１の導光路６７が構成されている。また、第１の光路ブロック５１の第２の溝５４ｂと第２の光路ブロック５２の第２の溝６１ｂによって、第２の絞り部６８及び第２の導光路６９が構成されている。

更に、第１の光路ブロック５１の第１の凸片５５ａと第２の光路ブロック５２の第１の凸片６２ａによって、第１の嵌合部７１が構成されている。また、第１の光路ブロック５１の第２の凸片５５ｂと第２の光路ブロック５２の第２の凸片６２ｂによって、第２の嵌合部７２が構成されている。

集光レンズ５３は、後述する発光ダイオード８０ａ，８０ｂから出射された光が入射されると共に、その光をチップ１００の試験紙１０７上に集光させるものである。この集光レンズ５３は、略平板状で、且つ長手方向の略中央を鈍角に折り曲げた形状に形成されている。また、集光レンズ５３は、第１のレンズ部５３ａと、第２のレンズ部５３ｂと、２つの嵌合受部７３，７４とを有している。

第１のレンズ部５３ａ及び第２のレンズ部５３ｂは、それぞれ両側に膨出した凸レンズである。第１のレンズ部５３ａは、長手方向の一側に配設されており、第２のレンズ部５３ｂは、長手方向の他側に配設されている。そして、集光レンズ５３を光路ブロック２６に取り付けた際に、第１のレンズ部５３ａは、第１の導光路６７及び第１の絞り部６６の前方に位置している。また、第２のレンズ部５３ｂは、第２の導光路６９及び第２の絞り部６８の前方に位置している。

なお、第１のレンズ部５３ａにおける入射側の焦点は、第１の絞り部６６より前方に設定されており、第２のレンズ部５３ｂにおける入射側の焦点は、第２の絞り部６８より前方に設定されている。また、第１の絞り部６６及び第２の絞り部６８は、それぞれ第１のレンズ部５３ａと第２のレンズ部５３ｂの被写体位置に設置されている。そして、図７に示すように、第１の絞り部６６及び第１のレンズ部５３ａの中心を通る第１の照射軸Ｌ１と、第２の絞り部６８及び第２のレンズ部５３ｂの中心を通る第２の照射軸Ｌ２は、チップ１００の試験紙１０７上で交差する。

第１の嵌合受部７３は、集光レンズ５３の長手方向の一端に配置され、第２の嵌合受部７４は、集光レンズ５３の長手方向の他端に配置されている。第１の嵌合受部７３は、所定の間隔を開けて設けられた２つの嵌合片７３ａ，７３ａを有している。そして、図８に示すように、第１の嵌合受部７３の２つの嵌合片７３ａ，７３ａの間に、光路ブロック２６の第１の嵌合部７１が嵌め込まれている。同様に、第２の嵌合受部７４は、所定の間隔を開けて設けられた２つの嵌合片７４ａ，７４ａを有しており、その２つの嵌合片７４ａ，７４ａの間に光路ブロック２６の第２の嵌合部７２が嵌め込まれている。

次に、図５に戻り、制御基板２７及び基板押えブラケット２８について説明する。
図５に示すように、制御基板２７は、光源である２つの発光ダイオード８０ａ，８０ｂが取り付けられる対向部７６と、発光ダイオード８０ａ，８０ｂや受光素子４４を制御するための電子部品が実装される実装部７７とを有している。対向部７６は、平板状に形成されており、２つの取付孔７６ａと、切り欠き７６ｂと、２つの電極パッド７６ｃが設けられている。

２つの電極パッド７６ｃは、銅の上に接触抵抗の低減と酸化防止のためにニッケル、スズ又は金メッキを施して形成されている。これにより、露出する２つの電極パッド７６ｃの材料として、温度センサ３９の一対の接点部５９と同様に、酸化されない材料を用いることで、耐久性を向上させることができ、性能の長期的な維持を図ることが可能である。そして、この２つの電極パッド７６ｃには、異方性導電ゴム４２の他端面が接触する。これにより、異方性導電ゴム４２を介して制御基板２７と温度センサ３９のセンサ部５０が電気的に接続される。

また、制御基板２７と温度センサ３９との距離が変更しても、異方性導電ゴム４２の長さを変更するだけでよいため、制御基板２７と温度センサ３９との距離を自由に設定することができる。これにより、設計上の自由度が増し、測定部４の高機能化を図ることが可能である。

図４に示すように、制御基板２７は、基板押えブラケット２８に支持されて、測光ブロック２３の背面側に配設される。そして、制御基板２７の対向部７６は、温度センサ３９のガラス本体４９におけるセンサ部５０が設けられている一面と対向して配置される。

なお、図５に示すように、基板押えブラケット２８には、制御基板２７を測光ブロック２３側に押し付けて支持する支持面部２８ａと、リング筐体２１に固定ネジ４０を介して固定するための固定孔２８ｂが設けられている。

また、図７に示すように、制御基板２７の対向部７６は、測光ブロック２３の収納部３７の開口を閉じるように配設される。このとき、第１の発光ダイオード８０ａが光路ブロック２６の第１の絞り部６６の後方に配置され、第２の発光ダイオード８０ｂが光路ブロック２６の第２の絞り部６８の後方に配置される。また、対向部７６の切り欠き７６ｂには、光路ブロック２６に設けた把持片５８が係合される。

なお、第１の発光ダイオード８０ａと第２の発光ダイオード８０ｂの波長は、それぞれ異なる波長に設定されている。例えば、第１の発光ダイオード８０ａの波長は、６２０〜６４０ｎｍの範囲に設定されており、血液検体の呈色濃度から得られるグルコース値を検出するものである。これに対し、第２の発光ダイオード８０ｂの波長は、５１０〜５４０ｎｍの範囲に設定されており、赤血球の赤色濃度から得られるヘマトクリット値を検出するものである。

そして、本例の血糖値測定装置１は、グルコース値を、ヘマトクリット値を用いて補正しつつ、グルコース濃度を定量して、血糖値を測定するものである。なお、第１の発光ダイオード８０ａ及び第２の発光ダイオード８０ｂは、交互に照射される。

また、図７に示すように、第１の絞り部６６及び第１のレンズ部５３ａの中心を通る第１の照射軸Ｌ１は、第１の発光ダイオード８０ａの光軸Ｌ３に対して傾斜している。また、第２の絞り部６８及び第２のレンズ部５３ｂの中心を通る第２の照射軸Ｌ２は、第２の発光ダイオード８０ｂの光軸Ｌ４に対して傾斜している。これは、絞り部６６，６８を設けたことにより、照射軸Ｌ１と光軸Ｌ３、及び照射軸Ｌ２と光軸Ｌ４をそれぞれ一致させる必要がなく、発光ダイオード８０ａ，８０ｂの取付構造を簡便にしている。

なお、本例では、光源を２つ設けた例を説明したが、光源の数は、１つ或いは３つ以上設けてもよい。そして、絞り部及び集光レンズのレンズ部の数は、光源の数に対応させて適宜設定されるものである。

２．成分測定装置の動作
この血糖値測定装置１は、例えば、次のようにして使用することができる。なお、予め血糖値測定装置１の装着部３０には、チップ１００が装着されている。まず、チップ１００によってユーザーの血液を採取する。具体的には、指先を専用の穿刺器具で穿刺し、その穿刺部から皮膚上に少量（例えば、０．３〜１．５μＬ程度）の血液を流出させる。この指先に流出した血液の塊に、血糖値測定装置１の先端に装着されているチップ１００のノズル部１０２の先端を当接させる。

これにより、指先の血液は、凹溝１０２ａを経て採取孔１０４内に入り込む。そして、採取孔１０４内に入り込んだ血液は、毛細管現象により吸引されて内側に流れ、係合部１０３内に収納されている試験紙１０７の中央部に到達する。この試験紙１０７に到達した血液は、その表面から内部に染み込み、半径方向外側へ向かって放射状に広がって行く。この血液の展開と同時に、血液中のブドウ糖と試験紙１０７に担持されている発色試薬とが反応を開始し、ブドウ糖の量に応じて呈色する。

次に、図７に示すように、試験紙１０７へ第１の発光ダイオード８０ａ又は第２の発光ダイオード８０ｂの光を照射させる。すなわち、第１の発光ダイオード８０ａから出射された光は、第１の絞り部６６を通過することで、その照射スポットの形状及び径が調節されて、第１の導光路６７を通過し、集光レンズ５３の第１のレンズ部５３ａに入射される。そして、第１のレンズ部５３ａに入射された光は、第１のレンズ部５３ａによって集光されて、主導光路３５を通過して試験紙１０７に照射される。

なお、第２の発光ダイオード８０ｂから出射された光は、第２の絞り部６８、第２の導光路６９を通過して、第２のレンズ部５３ｂに入射される。そして、第２のレンズ部５３ａによって集光されて、主導光路３５を通過して試験紙１０７に照射される。

ここで、第１の絞り部６６及び第１のレンズ部５３ａの中心を通る第１の照射軸Ｌ１と、第２の絞り部６８及び第２のレンズ部５３ｂの中心を通る第２の照射軸Ｌ２は、試験紙１０７上で交差している。そのため、第１の発光ダイオード８０ａから出射された光と第２の発光ダイオード８０ｂから出射された光は、試験紙１０７上の略同一の箇所に照射される。

更に、第１のレンズ部５３ａにおける被写体位置は、第１の絞り部６６に設定されている。同様に、第２のレンズ部５３ｂにおける被写体位置は、第２の絞り部６８に設定されている。そのため、試験紙１０７には、第１の絞り部６６又は第２の絞り部６８で絞られた光が投影される。これにより、第１及び第２の絞り部６６，６８の形状及び／又は径を調節することで、試験紙１０７に投影される照射スポットの形状及び径を調節することができる。

このように、試験紙１０７に投影される照射スポットの形状及び径を調節することができるため、照射スポットの径を狭めて受光素子４４で最も必要な信号のみを検出し、余分なノイズを軽減することができる。その結果、ノイズを軽減することができるため、測定精度の向上を図ることができる。

更に、発光ダイオード８０ａ，８０ｂの製品ごとで指向性に多少のバラツキが発生しても、絞り部６６，６８を設定することで照射スポットの位置を固定することができる。これにより、発光ダイオード８０ａ，８０ｂにおける製品ごとの指向性のバラツキによって生じる装置間の測定誤差を最低限に抑制することを可能としている。

次に、図６に示すように、第１の発光ダイオード８０ａ又は第２の発光ダイオード８０ｂから出射された光は、試験紙１０７によって反射されて、受光経路３６を通過する。そして、受光経路３６を通過した光Ｌ５は、受光素子４４に達し、光量が測定される。これにより、試験紙１０７を測色して、呈色の度合いを測定することができ、血糖値を求めることができる。

測定終了後、チップ１００を装着部３０から排出する場合には、例えば、胴部９を握って親指をイジェクト操作子１８の窪みに合わせる。そして、このイジェクト操作子１８を前側に押圧してイジェクト部材２４を前方にスライドさせるだけでよい。このとき、図２及び図３に示す状態から、イジェクト操作子１８を前方に押圧すると、これと一体のイジェクト部材２４が同じ距離だけ移動される。その結果、図７に示すように、イジェクト部材２４の先端に設けた一対の押出部４６の先端がチップ１００の係合爪１０５の端部を前方に押圧し、チップ１００を装着部３０から離脱させる。これにより、廃棄容器などにチップ１００を廃棄することができる。

３．測定部の組み立て
次に、上述した構成を有する測定部４の組み立て方法について図４〜図８を参照して説明する。
図８に示すように、予め光路ブロック２６には、集光レンズ５３が取り付けられているものとする。

まず、図６に示すように、測光ブロック２３の収納部３７に光路ブロック２６を収納する共に、測光ブロック２３の嵌入部３８に受光素子４４を嵌め込む。また、測光ブロック２３の軸部２３ｂの端面に、ゴムガスケット４１を介して温度センサ３９を取り付ける。これにより、測光ブロック２３に設けた主導光路３５及び受光経路３６の開口が閉じられる。また、測光ブロック２３の軸部２３ｂに、イジェクト部材２４を摺動可能に取り付ける。すなわち、イジェクト部材２４の押出部４６を測光ブロック２３の軸部２３ｂに装着する。

更に、測光ブロック２３の軸部２３ｂの先端部に、内リング２２を取り付ける。これにより、測光ブロック２３の軸部２３ｂの端面と、内リング２２の円筒部２２ａの間に温度センサ３９が配置される。

また、図６及び図８に示すように、異方性導電ゴム４２を光路ブロック２６の載置部６４に載置すると共に、異方性導電ゴム４２を測光ブロック２３の軸部２３ｂに設けた貫通孔３４に挿入する。このとき、異方性導電ゴム４２の一端面が、温度センサ３９の一対の接点部５９に接触する。

次に、制御基板２７を測光ブロック２３の背面側に取り付ける。すなわち、制御基板２７の対向部７６によって測光ブロック２３の収納部３７の開口を閉じるように配置する。ここで、制御基板２７の対向部７６には、予め２つの発光ダイオード８０ａ，８０ｂが取り付けられている。そして、対向部７６の切り欠き７６ｂに、光路ブロック２６に設けた把持片５８が係合される。

これにより、第１の発光ダイオード８０ａが光路ブロック２６の第１の絞り部６６の後方に配置され、第２の発光ダイオード８０ｂが光路ブロック２６の第２の絞り部６８の後方に配置される。

更に、制御基板２７の対向部７６と、温度センサ３９との間に、異方性導電ゴム４２が介在される。このとき、異方性導電ゴム４２の他端面が対向部７６に設けた２つの電極パッド７６ｃに接触する。これにより、ハンダ付けを行うことなく、制御基板２７と温度センサ３９のセンサ部５０が異方性導電ゴム４２を介して電気的に接続される。ここで、異方性導電ゴム４２と一対の接点部５９及び一対の電極パッド７６ｃは、それぞれ面接触している。そのため、外部からの衝撃力によって異方性導電ゴム４２との接触が多少ずれても、導通させることができ、接触不良を防止することが可能である。

また、異方性導電ゴム４２は、測光ブロック２３に設けた貫通孔３４と光路ブロック２６に設けた載置部６４で支持されている。これにより、異方性導電ゴム４２と温度センサ３９の一対の接点部５９及び制御基板２７の一対の電極パッド７６ｃとの位置関係を安定させることができ、接触不良を防止することが可能である。

次に、基板押えブラケット２８によって制御基板２７を測光ブロック２３側に押し付ける。そして、固定ネジ４０を用いて、基板押えブラケット２８及び測光ブロック２３をリング筐体２１に固定する。

このように、基板押えブラケット２８によって制御基板２７を測光ブロック２３側に押し付けると共に固定ネジ４０によってネジ締めすることで、異方性導電ゴム４２を温度センサ３９と制御基板２７の対向部７６で挟み込むことができる。その結果、異方性導電ゴム４２の端部を一対の接点部５９及び一対の電極パッド７６ｃに押し付けることができ、確実に温度センサ３９と制御基板２７を電気的に接続させることができる。

更に、異方性導電ゴム４２は、シリコーンゴムからなる弾性を有する材料で形成されている。そのため、異方性導電ゴム４２をガラス本体４９に押し付けても、ガラス本体４９に傷が付くおそれがなく、ガラス本体４９が接続作業時に損傷することを防止できる。

これにより、測定部４の組み立てが完了する。なお、測定部４の組み立て方法は、上述した順序に限定されるものではなく、その他の手順で組み立ててもよい。

なお、本考案は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。たとえば、上述した実施例では、光路ブロックに絞り部を設けた例を説明したが、光路ブロックに絞り部を設けなくても本考案の目的を達成できるものである。

更に、上述した実施例では、体液として血液を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、リンパ液、髄液、唾液等の血液以外の体液であってもよく、或いは、排水や工業用水等のその他各種の液体であってもよい。

また、体液（血液）中の測定目的とする成分として、ブドウ糖（血糖値）を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、コレステロール、尿酸、クレアチニン、乳酸、ヘモグロビン（潜血）、各種アルコール類、各種糖類、各種タンパク質、各種ビタミン類、ナトリウム等の各種無機イオン、ＰＣＢやダイオキシン等の環境ホルモンであってもよい。更に、所定成分の量を測定するものとして説明したが、所定成分の性質を測定するものであってもよく、また、所定成分の量及び性質の双方を測定するものであってもよい。

なお、上述した実施例においては、イジェクト部材の押出部を、互いに対向設置された２つの円弧状をなす部材で構成した例について説明したが、３つ以上の部材の組合せとして構成することができる。また、円弧形状に変えて、コ字形状或いはＬ字形状の部材として構成してもよい。

更に、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた例を説明したが、光源としては、半導体レーザ（ＬＤ）等のその他各種の発光素子を用いてもよい。また、光源の数は、１つでもよい。

１…血糖値測定装置（成分測定装置）、 ２…筐体、 ４…測定部、 ２３…測光ブロック、 ２３ｂ…軸部（支持部材）、 ２６…光路ブロック、 ２７…制御基板、 ２８…基板押えブラケット、 ３０…装着部、 ３４…貫通孔（支持部材）、 ３５…主導光路、 ３６…受光経路、 ３７…収納部、 ３８…嵌入部、 ３９…温度センサ、 ４１…ゴムガスケット、 ４２…異方性導電ゴム、 ４２ａ…導電シリコーンゴム、 ４２ｂ…電気絶縁性シリコーンゴム、 ４９…ガラス本体、 ４９ａ…白板ガラス、 ４９ｂ…反射防止層、 ５０…センサ部、 ５３…集光レンズ、 ５９…接点部、 ６０…密着層、 ６４…載置部（支持部材）、 ７６…対向部、 ７６ｃ…電極パッド、 ８０ａ…第１の発光ダイオード（光源）、 ８０ｂ…第２の発光ダイオード（光源）、 １００…チップ、 １０４…採取孔、 １０７…試験紙、 Ｎ…接触面、 Ｐ…投光用領域、 Ｑ…受光用領域

Claims (6)

1. 液体が含浸される試験紙を有するチップが装着される装着部と、
   所定の波長の光を前記試験紙に出射する光源と、
   前記装着部と前記光源の間に配置されて前記光源からの光が通過するガラス本体及び前記ガラス本体に設けられて外気温の変化を検出するセンサ部を有する温度センサと、
   前記ガラス本体における前記光の入射側に前記ガラス本体と対向して配設され、前記センサ部を制御する制御基板と、
   前記制御基板と前記温度センサとの間に介在され、前記センサ部と前記制御基板とを電気的に接続する異方性導電ゴムと、
   を備えたことを特徴とする成分測定装置。
2. 前記制御基板及び／又は前記センサ部における前記異方性導電ゴムとの接触箇所には、酸化防止材料からなる電極パッド又は接点部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の成分測定装置。
3. 前記異方性導電ゴムを支持する支持部材を備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成分測定装置。
4. 前記センサ部は、前記装着部に装着された前記チップにおける前記試験紙の周囲の温度の変化を検出する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成分測定装置。
5. 前記センサ部は、前記ガラス本体における前記光の入射側の一面に配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の成分測定装置。
6. 前記異方性導電ゴムは、前記センサ部及び前記制御基板と面接触する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の成分測定装置。

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