JP6402371B2

JP6402371B2 - 測定装置

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Publication number: JP6402371B2
Application number: JP2014212537A
Authority: JP
Inventors: 耕二小熊
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: JP2016080527A

Description

本発明は、測定装置に関する。

従来、グルコースセンサ等のバイオセンサにより尿糖を測定する尿糖計が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された尿糖計は、バイオセンサを備えたセンサカートリッジを尿糖計本体から着脱可能な構成となっており、センサカートリッジが寿命の場合はセンサカートリッジを交換可能となっている。

特開２０１３−２５７３３９号公報

しかしながら、従来の尿糖計では、出力特性が異なる複数種類のセンサカートリッジが同じ尿糖計本体に装着されて使用されてしまうことがあり、営業面や保証面の観点から好ましくない。このような使用を阻止するためには、尿糖計本体側で、装着されたセンサカートリッジの種類を判別し、判別した種類に応じた制御を行う必要があるが、この場合、尿糖計本体やセンサカートリッジの構成が複雑となる。

本発明は、出力特性が異なる複数種類のセンサカートリッジのうちの何れのセンサカートリッジが測定装置本体に装着されたかを簡易な構成で判別することができる測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明の測定装置は、センサカートリッジと、前記センサカートリッジと着脱可能な測定装置本体と、を含む測定装置であって、前記センサカートリッジは、センサとカートリッジ側負荷とを備え、前記測定装置本体は、制御装置と、本体側負荷と、前記本体側負荷に接続された受付部と、を備え、前記カートリッジ側負荷が有する抵抗値は、前記センサカートリッジが備える前記センサの種類毎に異なるように予め定められており、前記本体側負荷は、前記センサカートリッジが前記測定装置本体に装着された場合に、前記カートリッジ側負荷が直列に接続されるプルアップ用の本体側負荷であり、前記受付部は、前記制御装置により信号特性が検出される外部信号を受け取る。

請求項２に記載の測定装置において、前記制御装置は、前記カートリッジ側負荷と前記本体側負荷とが直列に接続されることで前記受付部によって所定の信号特性でない前記外部信号が受け付けられた場合に前記センサによる検出を阻止する制御を行う。
請求項３に記載の測定装置において、前記受付部は、Ａ／Ｄ変換器の入力ポートであり、前記カートリッジ側負荷は、前記センサによる検出結果を示すアナログ信号が前記外部信号として入力される前記入力ポートに接続された前記本体側負荷に対して、前記センサカートリッジが前記測定装置本体に装着された場合に直列に接続される。

請求項４に記載の測定装置において、前記受付部は、割り込みポートであり、前記カートリッジ側負荷は、前記外部信号として割り込み信号が入力される前記割り込みポートに接続された前記本体側負荷に対して、前記センサカートリッジが前記測定装置本体に装着された場合に直列に接続される。

請求項５に記載の測定装置において、前記カートリッジ側負荷の抵抗値は、直列に接続された前記本体側負荷及び前記カートリッジ側負荷による分圧が前記割り込み信号の入力及び非入力の識別に用いられる閾値未満の電圧で前記外部信号として前記割り込みポートに供給されるように定められた抵抗値である。

請求項６に記載の測定装置は、カートリッジ側コネクタを更に含み、前記カートリッジ側コネクタは、前記測定装置本体に含まれる本体側コネクタに接続されることで、前記カートリッジ側負荷が前記本体側負荷に直列に接続される。

請求項７に記載の測定装置において、前記カートリッジ側負荷は抵抗である。

請求項８に記載の測定装置において、前記センサは、測定物としての尿に含まれる測定対象成分としての糖分を検出するバイオセンサである。

本発明によれば、出力特性が異なる複数種類のセンサカートリッジのうちの何れのセンサカートリッジが測定装置本体に装着されたかを簡易な構成で判別することができる、という効果を有する。

尿糖計本体とセンサカートリッジとが分離した状態の一例を示す平面図である。尿糖計がスタンドに挿入された状態の一例を示す外観図である。尿糖計の電気系の構成の一例を示すブロック図である。尿糖計本体の表示装置の表示の一例を示す図である。センサカートリッジが尿糖計本体に装着されることで形成された直列回路の構成の一例を示す回路図である。マイクロコンピュータによって実行されるカートリッジ判別処理の流れの一例を示すフローチャートである。尿糖計の電気系の構成の変形例を示すブロック図である。センサカートリッジに含まれる負荷として採用された並列回路の一例を示す回路図である。センサカートリッジに含まれる負荷として採用された回路の一例を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明を家庭用デジタル尿糖計に適用した場合について説明する。なお、一般家庭で使用可能なデジタル尿糖計は、既に市販されており、また、様々なデジタル尿糖計が多くの特許出願で既に提案されている。本発明を適用した家庭用デジタル尿糖計において、尿糖測定に係る部分は従来公知のものであるため、尿糖測定に係る詳細な説明は省略する。

図１及び図２には、本実施形態に係る尿糖計１０の外観図が示されている。一例として図１に示すように、尿糖計１０は、センサカートリッジ１２及び尿糖計本体１４を含む。

センサカートリッジ１２は、尿中の糖分を電気化学的に検出する。

尿糖計本体１４は、センサカートリッジ１２により検出された尿中の糖分に基づいて尿中の糖分濃度を測定し、測定結果を表示装置１６に表示する。

一例として図１及び図２に示すように、センサカートリッジ１２は、尿糖計本体１４と着脱可能である。このため、センサカートリッジ１２の寿命が到来した場合には、センサカートリッジ１２のみ交換し、尿糖計本体１４はそのまま継続して使用することができる。

図２に示すように、尿糖計１０を使用しない場合は、磁石１８を有するスタンド２０にセンサカートリッジ１２を挿入することにより尿糖計１０を保管できるようになっている。また、スタンド２０は、図示は省略するが、保存液を入れたボトルを内蔵している。そして、尿糖計１０をスタンド２０に正しく挿入した場合に、センサカートリッジ１２の先端部分に設けられた尿糖センサ２２及びサーミスタ２４が、ボトル内の保存液に浸漬されるように構成されている。

図３には、尿糖計１０の電気系のブロック図が示されている。一例として図３に示すように、センサカートリッジ１２は、尿糖センサ２２、サーミスタ２４、スタンド検出リードスイッチ２６、コネクタ２８、及び分圧用負荷３０を備えており、これらは図１に示すハウジング３２内に収容されている。分圧用負荷３０は、接地されており、後述のプルアップ用負荷６６と直列に接続されることで分圧を生成する。なお、コネクタ２８は、本発明に係るカートリッジ側コネクタの一例であり、分圧用負荷３０は、本発明に係るカートリッジ側負荷の一例である。

尿糖計本体１４は、表示装置１６、電源３４、操作ボタン３６（３６Ａ、３６Ｂ）、Ｄ／Ａ変換器３８、センサ駆動回路４０、Ａ／Ｄ変換器４２、ブザー４４、外部入出力インターフェイス端子４６、コネクタ４８、マイクロコンピュータ５０、プルアップ用負荷６６、及びノード６８を備えており、これらは図１に示すハウジング５２内に収容されている。なお、コネクタ４８は、本発明に係る本体側コネクタの一例であり、プルアップ用負荷６６は、本発明に係る本体側負荷の一例である。

尿糖センサ２２には寿命があり、使用限度に達すると表示装置１６にバイオセンサ交換の旨の表示がなされる。その場合、使用者はセンサカートリッジ１２を尿糖計本体１４から取り外し、新しいセンサカートリッジ１２を尿糖計本体１４に取り付ける。センサカートリッジ１２と尿糖計本体１４は電気的に接続されるので、交換に際してはセンサカートリッジ１２のコネクタ２８を尿糖計本体１４のコネクタ４８に容易に接続できることが好ましい。また、センサカートリッジ１２には尿や洗浄水が掛けられるので、センサカートリッジ１２と尿糖計本体１４との接続部は防水性を有する必要があり、その防水性はセンサカートリッジ１２を何度交換しても常に維持されることが好ましい。

また、尿糖計本体１４に内蔵された電池の寿命が到来した場合、新しい電池と交換する必要があるが、電池を尿糖計本体１４から容易に取り出せると共に、新しい電池を尿糖計本体１４に容易に装着できることが好ましい。

尿糖センサ２２は、尿中の夾雑物質の影響を排除して、低濃度から高濃度までの広範囲に亘る尿中の糖分濃度を検出する。尿糖センサ２２は、酵素を主な材料とした尿成分検知用のバイオセンサである。サーミスタ２４は、測定の際における尿の温度を検出し、尿糖センサ２２の温度特性を補正するためのものである。

スタンド検出リードスイッチ２６は、スタンド２０に尿糖計１０を収納したときに、磁石１８による磁場の影響で例えばオフ状態（又はオン状態）になる。マイクロコンピュータ５０は、スタンド検出リードスイッチ２６がオフ状態（又はオン状態）となった場合は、電力消費を極力少なくするために表示装置１６をオフ状態にしたり、クロック周波数を大幅に低下させたりする等の省電力制御を実行する。なお、マイクロコンピュータ５０は、省電力制御を実行した場合でも完全なスリープ状態にはならず、本発明に係る機能を実現するために必要な機能の実行は可能である。

スタンド２０から尿糖計１０を取り出すと、スタンド検出リードスイッチ２６は磁石１８による磁場の影響下から離脱して、オン状態（又はオフ状態）になる。マイクロコンピュータ５０は、スタンド検出リードスイッチ２６がオン状態（又はオフ状態）になった場合は、尿糖計１０の全機能を回復させ、モード設定、較正、及び尿中の糖分濃度の測定等の各機能の実行が可能な状態にする。

電源３４は、電池であり、尿糖計１０の電気系の各部に電力を供給する。

プルアップ用負荷６６は、Ａ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａ及びマイクロコンピュータ５０の割り込みポート５０Ａのプルアップに用いられる負荷である。プルアップ用負荷６６の一端は、電源３４の高電圧側に接続されており、プルアップ用負荷６６の他端は、ノード６８に接続されている。なお、Ａ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａは、本発明に係る受付部の一例である。

操作ボタン３６（３６Ａ、３６Ｂ）は、モードや食事内容を選択して設定登録したり、較正したりするためのものである。

Ｄ／Ａ変換器３８は、マイクロコンピュータ５０からのデジタル信号（駆動信号）をアナログ信号（駆動信号）に変換して出力する。

センサ駆動回路４０は、Ｄ／Ａ変換器３８からの駆動信号に基づいて尿糖センサ２２に駆動信号を供給するとともに、尿糖センサ２２で検出された検出信号を受けてＡ／Ｄ変換器４２に出力する。

Ａ／Ｄ変換器４２は、センサ駆動回路４０からのアナログ信号（検出信号）をデジタル信号（検出信号）に変換して出力する。また、Ａ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａはノード６８に接続されており、これにより、入力ポート４２Ａがプルアップされる。更に、割り込みポート５０Ａはノード６８に接続されており、これにより、割り込みポート５０Ａがプルアップされる。

ブザー４４は、マイクロコンピュータ５０からの信号に基づいて、例えば尿糖測定をする旨を報知するためのブザー音を発生する。

表示装置１６は、マイクロコンピュータ５０からの信号に基づいて、較正の状況、測定の状況、バイオセンサ交換の告知、電池交換の告知、尿糖測定結果の告知、及び判定結果の告知等を表示する。

具体的には、図４に示すように、「基準あわせ」及びその上の水滴マークを較正時に点灯することによって較正の状況を表示する。また、「準備中」、「測定」、「洗浄」、及び「終了」の何れかを測定過程中に点灯することによって測定の状況を表示する。更に、尿糖センサ２２の交換時期に「センサ交換」を点灯することによってセンサカートリッジ１２の交換の告知を表示する。更に、交換時期に「センサ交換」の右側の電池マークを点灯することによって電池交換の告知を表示する。更に、中央に「１３４７」と例示してある「４桁の数字」にて尿糖変化値、基準尿糖変化値、及び通常尿糖変化値を各々の測定後に点灯することによって尿糖測定結果の告知を表示する。更に、画面右側の３つの三角マークのうちハウジング５２に印刷された判定内容に該当する位置の三角マークを各々の判定後に点灯することによって選択モードの状況を表示する。

外部入出力インターフェイス端子４６は、マイクロコンピュータ５０内の外部入出力インターフェイス５４をパーソナルコンピュータ等の外部機器（不図示）と接続するためのものであり、マイクロコンピュータ５０と外部機器との間で各種データの通信を行うためのものである。なお、各種データとしては、例えば外部機器からの入力データや尿糖計１０からの尿糖測定結果、判定結果等の出力データ等が挙げられる。

センサカートリッジ１２のコネクタ２８と尿糖計本体１４のコネクタ４８とが接続されると、尿糖センサ２２がセンサ駆動回路４０に接続され、分圧用負荷３０がノード６８に接続され、サーミスタ２４、及びスタンド検出リードスイッチ２６が、マイクロコンピュータ５０のそれぞれ対応するポートに接続され、これにより、センサカートリッジ１２と尿糖計本体１４との間が電気的に接続される。

マイクロコンピュータ５０は、外部入出力インターフェイス５４、制御装置５６、ＲＯＭ５８、ＲＡＭ６０、クロック６２、補助記憶装置６４、及び電気系の各部につながるポート（図示省略）を備える。

外部入出力インターフェイス５４は、パーソナルコンピュータ等の外部機器と各種データの通信をする。制御装置５６は、尿糖値の測定に関する各種処理を実行する。ＲＯＭ５８は、制御プログラム等を記憶する。ＲＡＭ６０は、演算結果及び外部から読み込んだプログラム等を一時的に記憶する。クロック６２は、各種の報知を実行するために時間を計測する。補助記憶装置６４は、選択されたモードや食事内容、各種尿糖値、判定結果等を更新されるまで記憶する。

マイクロコンピュータ５０は、例えば食直前尿糖値・食後尿糖値・基準食前尿糖値・基準食後尿糖値・通常食前尿糖値・通常食後尿糖値を測定すべき旨の報知、食前尿糖値・食直前尿糖値・食後尿糖値・基準食前尿糖値・食直前尿糖値・基準食後尿糖値・通常食前尿糖値・通常食直前尿糖値・通常食後尿糖値の測定、尿糖変化値（食後尿糖値と食直前尿糖値との差）・基準尿糖変化値（基準食後尿糖値と基準食直前尿糖値との差）・通常尿糖変化値（通常食後尿糖値と通常食直前尿糖値との差）・食差尿糖変化値（通常尿糖変化値と基準尿糖変化値との差）の演算、尿糖変化値に基づいた身体内の糖量変化の可否についての判定、食差尿糖変化値に基づいた通常の食事内容の可否についての判定、及びこれら演算・判定結果の出力に関する制御を実行する。

図５には、図３に示す分圧用負荷３０の一例である抵抗Ｒ１、及び図３に示すプルアップ用負荷６６の一例であるプルアップ用の抵抗Ｒ２が例示されている。抵抗Ｒ１の抵抗値は、センサカートリッジ１２の種類毎、すわなち、センサカートリッジ１２に含まれる尿糖センサ２２の種類（例えば、２０００ｍｇ／ｄＬや５０００ｍｇ／ｄＬ等の測定レンジ）毎に異なる予め定められた抵抗値である。

一例として図５に示すように、センサカートリッジ１２のコネクタ２８と尿糖計本体１４のコネクタ４８とが接続されると、直列回路７０が形成される。すなわち、直列回路７０は、センサカートリッジ１２の抵抗Ｒ１と尿糖計本体１４の抵抗Ｒ２とがノード６８を介して直列に接続されることによって形成される回路である。直列回路７０において、抵抗Ｒ２の一端は、電源３４の高電圧（図５に示す例では、３．３Ｖ）側に接続されており、抵抗Ｒ２の他端は、ノード６８に接続されている。また、直列回路７０において、抵抗Ｒ１の一端は、接地されており、抵抗Ｒ１の他端はノード６８に接続されている。

従って、Ａ／Ｄ変換器４２には、直列回路７０からノード６８を介して取り出された分圧に相当する分圧アナログ信号が入力ポート４２Ａを介して入力され、Ａ／Ｄ変換器４２は、分圧デジタル信号をマイクロコンピュータ５０に出力する。ここで、分圧アナログ信号とは、直列回路７０により得られた分圧値を示すアナログ信号を指し、分圧デジタル信号とは、分圧アナログ信号がＡ／Ｄ変換されて得られたデジタル信号を指す。また、分圧アナログ信号は、割り込みポート５０Ａを介してマイクロコンピュータ５０にも入力され（分圧が割り込みポート５０Ａに供給（印加）され）、これにより、センサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着されたこと、すなわち、センサカートリッジ１２のコネクタ２８と尿糖計本体１４のコネクタ４８とが接続されたことがマイクロコンピュータ５０によって認識される。

なお、センサ駆動回路４０からＡ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａにアナログ信号として入力される検出信号、及び直列回路７０から入力ポート４２Ａ及び割り込みポート５０Ａに入力される分圧アナログ信号は、本発明に係る外部信号の一例である。また、センサ駆動回路４０からＡ／Ｄ変換器４２にアナログ信号として入力される検出信号の信号レベル、及び直列回路７０からＡ／Ｄ変換器４２に入力される分圧アナログ信号により示される分圧値は、本発明に係る信号特性の一例である。

次に、本発明に係る尿糖計の作用として、マイクロコンピュータ５０によって実行されるカートリッジ判別処理について図６を参照しながら説明する。カートリッジ判別処理は、センサカートリッジ１２のコネクタ２８が尿糖計本体１４のコネクタ４８に接続されて電源３４がオンされた場合にカートリッジ判別プログラム（図示省略）がマイクロコンピュータ５０によって実行されることで実現される処理である。

なお、ここでは、カートリッジ判別プログラムがＲＯＭ５８に予め記憶されているが、必ずしも最初からＲＯＭ５８に記憶させておく必要はない。例えば、尿糖計本体１４に接続されて使用されるＳＳＤ（Solid State Drive）、ＤＶＤディスク、ＩＣカード、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの任意の可搬型の記憶媒体に先ずはカートリッジ判別プログラムを記憶させておいてもよい。そして、マイクロコンピュータ５０が可搬型の記憶媒体からカートリッジ判別プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、通信網（図示省略）を介して尿糖計本体１４に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部にカートリッジ判別プログラムを記憶させておき、マイクロコンピュータ５０が他のコンピュータ又はサーバ装置等からカートリッジ判別プログラムを取得して実行してもよい。

図６に示すカートリッジ判別処理では、先ず、ステップ１００で、マイクロコンピュータ５０は、Ａ／Ｄ変換器４２から分圧デジタル信号が入力されたか否かを判定する。ステップ１００において、Ａ／Ｄ変換器４２から分圧デジタル信号が入力されていない場合は、判定が否定されて、ステップ１００の判定が再び行われる。ステップ１００において、Ａ／Ｄ変換器４２から分圧デジタル信号が入力された場合は、判定が肯定されて、ステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２で、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１００で入力された分圧デジタル信号により示される分圧値が所定の分圧値であるか否かを判定する。ここで、所定の分圧値とは、尿糖計本体１４に装着されて使用されるべきセンサカートリッジ１２の種類として予め定められた種類のセンサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着された場合に直列回路７０からノード６８を介して得られる分圧値を指す。予め定められた種類のセンサカートリッジ１２とは、例えば、尿糖の測定レンジが５０００ｍｇ／ｄＬの尿糖計本体１４に対して装着されて使用されるべきセンサカートリッジ１２として製造されたセンサカートリッジ１２（尿糖の測定レンジが５０００ｍｇ／ｄＬのセンサカートリッジ１２）を指す。

ステップ１０２において、ステップ１００で入力された分圧デジタル信号により示される分圧値が所定の分圧値でない場合は、尿糖計本体１４に装着されて使用されるべきセンサカートリッジ１２の種類として予め定められた種類以外のセンサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着されたと判定し、ステップ１０４へ移行する。ステップ１０２において、ステップ１００で入力された分圧デジタル信号により示される分圧値が所定の分圧値である場合は、尿糖計本体１４に装着されて使用されるべきセンサカートリッジ１２の種類として予め定められた種類のセンサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着されたと判定し、本カートリッジ判別処理を終了する。本カートリッジ判別処理を終了すると、マイクロコンピュータ５０は、尿糖を測定する処理（図示省略）の実行を開始する条件を満たすまで待機する。

なお、本ステップ１０２では、尿糖計本体１４に装着されているセンサカートリッジ１２が、尿糖計本体１４に装着されて使用されるべきセンサカートリッジ１２の種類として予め定められた種類のセンサカートリッジ１２か否かを判定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マイクロコンピュータ５０は、直列回路７０から得られる分圧値として予め定められた分圧値とセンサカートリッジ１２の種類とが予め対応付けられたテーブル（図示省略）を参照して、ステップ１００で入力された分圧デジタル信号により示される分圧値から、尿糖計本体１４に装着されているセンサカートリッジ１２の種類を具体的に特定するようにしてもよい。

ステップ１０４で、マイクロコンピュータ５０は、エラー処理を実行し、その後、本カートリッジ判別処理を終了する。なお、本ステップ１０４では、エラー処理として、現時点で尿糖計本体１４に装着されているセンサカートリッジ１２に含まれる尿糖センサ２２よる尿糖の検出を阻止する処理（阻止処理）が実行される。阻止処理の一例としては、電源３４を強制的にオフするシャットダウン処理が挙げられる。

また、阻止処理に先立って、センサカートリッジ１２が不適切であることをブザー又は表示装置１６を用いて報知する処理（報知処理）もエラー処理として行われるようにしてもよい。また、阻止処理に先立って、尿糖計本体１４に装着されているセンサカートリッジ１２を尿糖計本体１４から取り外すことを指示するメッセージを表示装置１６に表示する処理（表示処理）もエラー処理として行われるようにしてもよい。また、尿糖計本体１４に装着されているセンサカートリッジ１２の種類が具体的に特定された場合は、阻止処理に先立って、センサカートリッジ１２の種類を表示装置１６に表示する処理もエラー処理として行われるようにしてもよい。

以上説明したように、センサカートリッジ１２は、分圧用負荷３０を備えている。分圧用負荷３０は、尿糖センサ２２の種類毎に予め定められた抵抗値を有しており、Ａ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａに接続されたプルアップ用負荷６６に直列に接続される。従って、センサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着されると、直列回路７０から得られる分圧が入力ポート４２Ａに供給され、マイクロコンピュータ５０により分圧値が認識される。マイクロコンピュータ５０により認識される分圧値はセンサカートリッジ１２の種類毎に異なるため、マイクロコンピュータ５０により認識された分圧値から、尿糖計本体１４に装着されているセンサカートリッジ１２の種類が判別される。

このように、本実施形態に係るセンサカートリッジ１２によれば、出力特性が異なる複数種類のセンサカートリッジ１２のうちの何れのセンサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着されているかを簡易な構成で判別することができる。

また、本実施形態に係るセンサカートリッジ１２では、分圧用負荷３０が、尿糖計本体１４に含まれる既存のＡ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａに接続されたプルアップ用負荷６６に直列に接続される。これにより、尿糖計本体１４に含まれる既存のＡ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａに分圧が供給される。このように、本実施形態に係るセンサカートリッジ１２によれば、既存のＡ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａに分圧が供給されるので、分圧の供給に要する部品点数の増大を抑制することができる。

また、本実施形態に係るセンサカートリッジ１２では、センサカートリッジ１２のコネクタ２８が尿糖計本体１４のコネクタ４８に接続されることで、分圧用負荷３０がプルアップ用負荷６６に直列に接続される。このように、本実施形態に係るセンサカートリッジ１２によれば、センサカートリッジ１２に含まれる分圧用負荷３０と尿糖計本体１４に含まれるプルアップ用負荷６６とを簡易な構成で直列に接続することができる。

更に、本実施形態に係る尿糖計１０では、センサカートリッジ１２のコネクタ２８が尿糖計本体１４のコネクタ４８に接続されることで入力ポート４２Ａに入力された分圧アナログ信号により示される分圧値が所定の分圧値でない場合に、エラー処理として尿糖センサ２２よる尿糖の検出を阻止する処理が行われる。従って、本実施形態に係る尿糖計１０は、出力特性が異なる複数種類のセンサカートリッジ１２が同じ尿糖計本体１４に装着されて使用されることを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、Ａ／Ｄ変換器４２の入力ポート４２Ａ及びマイクロコンピュータ５０の割り込みポート５０Ａにノード６８が接続される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、割り込みポート５０Ａのみにノード６８が接続されるようにしてもよい。割り込みポート５０Ａとは、割り込み信号が入力されるポートを指す。

割り込みポート５０Ａには、マイクロコンピュータ５０が割り込み信号の入力及び非入力（割り込み信号の有無）を識別するための閾値が付与されている。ここで、マイクロコンピュータ５０は、割り込みポート５０Ａに閾値以上の電圧が供給（印加）された場合に、割り込み信号が割り込みポート５０Ａに入力されたと認識し、割り込みポート５０Ａに閾値以上の電圧が供給（印加）されていない場合に、割り込み信号が割り込みポート５０Ａに入力されていないと認識する。

そのため、抵抗Ｒ１，Ｒ２の各々の抵抗値は、センサカートリッジ１２が尿糖計本体１４に装着された場合にノード６８から得られた分圧が閾値未満の電圧で割り込みポート５０Ａに供給されるように定められている。これにより、マイクロコンピュータ５０による割り込み信号の認識と分圧値の検出との両立が可能となる。

なお、ノード６８を割り込みポート５０Ａに接続することに代えて、マイクロコンピュータ５０に備えられている既存の入力ポートに接続するようにしてもよい。既存の入力ポートの一例としては、スタンド検出リードスイッチ２６による検出信号が入力される入力ポート又は操作ボタン３６による操作信号が入力される入力ポートが挙げられる。

また、上記実施形態では、分圧用負荷３０として１つの抵抗Ｒ１が採用されている場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すようにショートパターン２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が並列に接続された並列回路２０４が分圧用負荷３０として採用されるようにしてもよい。この場合、並列回路２０４に含まれるショートパターン２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃを、出荷対象とされるセンサカートリッジ１２の種類に応じて選択的に切断することで、並列回路２０４の合成抵抗値を、出荷対象とされるセンサカートリッジ１２の種類に対して予め定められた合成抵抗値にすればよい。

具体的には、センサカートリッジ１２の製造工程において、最終製品の状態で尿糖センサ２２の出力特性を測定し、測定された出力特性に応じて、すなわち、尿糖センサ２２の種類に応じてショートパターン２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃのうち、どのショートパターンを切断するかを決定する。そして、決定したショートパターンを例えばルーター式切断機等で切断する。また、ここでは、ショートパターン２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃを切断する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３も、出荷対象とされるセンサカートリッジ１２の種類に応じて並列回路２０４から選択的に切り離すようにしてもよい。

また、例えば、図９に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が直列に接続された直列回路２０８とショートパターン２１０とを含む回路２１２が分圧用負荷３０として採用されるようにしてもよい。直列回路２０８の両端はショートパターン２１０により短絡しており、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各々の両端もショートパターン２１０により短絡している。ショートパターン２１０には、尿糖センサ２２の種類に対応して切断対象箇所２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃが予め設けられている。この場合、切断対象箇所２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃを選択的に切断することで、回路２１２の合成抵抗値を、出荷対象とされるセンサカートリッジ１２の種類に対して予め定められた合成抵抗値にすればよい。

具体的には、センサカートリッジ１２の製造工程において、最終製品の状態で尿糖センサ２２の出力特性を測定し、測定された出力特性に応じて、すなわち、尿糖センサ２２の種類に応じて切断対象箇所２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃのうち、どの切断対象箇所を切断するかを決定する。そして、決定した切断対象箇所を例えばルーター式切断機等で切断する。

また、上記実施形態では、抵抗Ｒ１，Ｒ２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンデンサ、コイル等の他の負荷素子を用いてもよく、異なる種類の負荷素子を適宜組み合わせてもよい。

また、上記実施形態では、測定物に含まれる測定対象成分を検出するセンサとして、尿に含まれる糖分を検出するバイオセンサを備えたセンサカートリッジ及び尿糖計に本発明を適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。

例えば、呼気中に含まれるアルコール成分を検出するアルコールセンサを備えたセンサカートリッジ及びアルコール測定装置に本発明を適用してもよい。また、グルコースセンサ、ブレスチェッカー、塩分計等に本発明を適用してもよい。すなわち、センサに寿命があり、交換可能なセンサカートリッジ及び測定装置であれば本発明を適用可能である。

また、上記実施形態では、尿糖計本体１４にセンサカートリッジ１２が装着される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、尿糖計本体１４と同様の機能をソフトウェア構成で実現可能なスマートデバイスやウェアラブル端末などの各種端末装置にケーブルを介してセンサカートリッジ１２が接続されるようにしてもよい。この場合、分圧用負荷３０が端末装置内のプルアップ用負荷６６に直列に接続されるようにすればよい。

１０尿糖計
１２センサカートリッジ
１４尿糖計本体
２２尿糖センサ
２８，４８コネクタ
Ｒ１，Ｒ２抵抗
４２Ａ／Ｄ変換器
４２Ａ入力ポート
５０マイクロコンピュータ
５０Ａ割り込みポート

Claims

センサカートリッジと、前記センサカートリッジと着脱可能な測定装置本体と、を含む測定装置であって、
前記センサカートリッジは、センサとカートリッジ側負荷とを備え、
前記測定装置本体は、制御装置と、本体側負荷と、前記本体側負荷に接続された受付部と、を備え、
前記カートリッジ側負荷が有する抵抗値は、前記センサカートリッジが備える前記センサの種類毎に異なるように予め定められており、
前記本体側負荷は、前記センサカートリッジが前記測定装置本体に装着された場合に、前記カートリッジ側負荷が直列に接続されるプルアップ用の本体側負荷であり、
前記受付部は、前記制御装置により信号特性が検出される外部信号を受け取る、
測定装置。
前記制御装置は、前記カートリッジ側負荷と前記本体側負荷とが直列に接続されることで前記受付部によって所定の信号特性でない前記外部信号が受け付けられた場合に前記センサによる検出を阻止する制御を行う請求項１に記載の測定装置。
前記受付部は、Ａ／Ｄ変換器の入力ポートであり、
前記カートリッジ側負荷は、前記センサによる検出結果を示すアナログ信号が前記外部信号として入力される前記入力ポートに接続された前記本体側負荷に対して、前記センサカートリッジが前記測定装置本体に装着された場合に直列に接続される請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
前記受付部は、割り込みポートであり、
前記カートリッジ側負荷は、前記外部信号として割り込み信号が入力される前記割り込みポートに接続された前記本体側負荷に対して、前記センサカートリッジが前記測定装置本体に装着された場合に直列に接続される請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
前記カートリッジ側負荷の抵抗値は、直列に接続された前記本体側負荷及び前記カートリッジ側負荷による分圧が前記割り込み信号の入力及び非入力の識別に用いられる閾値未満の電圧で前記外部信号として前記割り込みポートに供給されるように定められた抵抗値である請求項４に記載の測定装置。
カートリッジ側コネクタを更に含み、
前記カートリッジ側コネクタは、前記測定装置本体に含まれる本体側コネクタに接続されることで、前記カートリッジ側負荷が前記本体側負荷に直列に接続される請求項１から請求項５の何れか１項に記載の測定装置。
前記カートリッジ側負荷は抵抗である請求項１から請求項６の何れか１項に記載の測定装置。
前記センサは、測定物としての尿に含まれる測定対象成分としての糖分を検出するバイオセンサである請求項１から請求項７の何れか１項に記載の測定装置。