JPH09178657A - 無侵襲生化学計測装置 - Google Patents
無侵襲生化学計測装置Info
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- JPH09178657A JPH09178657A JP34036395A JP34036395A JPH09178657A JP H09178657 A JPH09178657 A JP H09178657A JP 34036395 A JP34036395 A JP 34036395A JP 34036395 A JP34036395 A JP 34036395A JP H09178657 A JPH09178657 A JP H09178657A
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- laser
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】血液中のグルコース濃度を採血をせず、光学的
手段により計測する無侵襲生化学計測装置において、半
導体レーザの温度又は駆動電流を制御し、安定したレー
ザ光を得て、高精度な無侵襲生化学計測装置を提供す
る。 【解決手段】温度センサ１３による半導体レーザの温度
検出又は受光素子７による半導体レーザのレーザ光強度
の検出を行い、温度センサ１３又は受光素子７の出力を
ペルチエ素子１２又は半導体レーザの駆動電流にフィー
ドバックし、半導体レーザの温度又は駆動電流を制御す
る。
手段により計測する無侵襲生化学計測装置において、半
導体レーザの温度又は駆動電流を制御し、安定したレー
ザ光を得て、高精度な無侵襲生化学計測装置を提供す
る。 【解決手段】温度センサ１３による半導体レーザの温度
検出又は受光素子７による半導体レーザのレーザ光強度
の検出を行い、温度センサ１３又は受光素子７の出力を
ペルチエ素子１２又は半導体レーザの駆動電流にフィー
ドバックし、半導体レーザの温度又は駆動電流を制御す
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医療用生化学分析装
置に係り、特に、血液中のグルコース濃度を採血をせ
ず、光学的手段により無侵襲計測し、主に糖尿病患者に
対し利用される無侵襲生化学計測装置に関する。
置に係り、特に、血液中のグルコース濃度を採血をせ
ず、光学的手段により無侵襲計測し、主に糖尿病患者に
対し利用される無侵襲生化学計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを用い生体情報を計測する
装置が、メディカル アンド バイオロジカル エンジ
ニアリング アンド コンピューティング 第26巻，19
88年，第289頁から第294頁（Medical ＆ Biological En
gineering ＆ Computing, 1988, 26, 289−294）に記載
されている。従来技術では複数個の半導体レーザとフォ
トダイオードを用い、レーザ光を直接に生体に照射する
構成となっている。半導体レーザ駆動時に温度上昇によ
り半導体レーザの出力が変化する。これをモニタするた
めに半導体レーザ出力の一部を検出するフォトダイオー
ドが設けられている。
装置が、メディカル アンド バイオロジカル エンジ
ニアリング アンド コンピューティング 第26巻，19
88年，第289頁から第294頁（Medical ＆ Biological En
gineering ＆ Computing, 1988, 26, 289−294）に記載
されている。従来技術では複数個の半導体レーザとフォ
トダイオードを用い、レーザ光を直接に生体に照射する
構成となっている。半導体レーザ駆動時に温度上昇によ
り半導体レーザの出力が変化する。これをモニタするた
めに半導体レーザ出力の一部を検出するフォトダイオー
ドが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近赤外光を直接生体に
照射し、その透過，拡散した光の強度を検出し、その検
出結果に基づき、生体成分を測定する装置で、光源に半
導体レーザを用いる場合、半導体レーザに電流を流すと
温度が上昇し、光出力が安定しない。このため、レーザ
光を生体に照射し、得られた透過，拡散光の強度に誤差
が生じていた。従来技術では半導体レーザの出力の一部
をフォトダイオードでモニタし、温度変化による光出力
変化を検出していた。しかし光出力のモニタのみであ
り、これを一定に安定化させる工夫は開示されていな
い。
照射し、その透過，拡散した光の強度を検出し、その検
出結果に基づき、生体成分を測定する装置で、光源に半
導体レーザを用いる場合、半導体レーザに電流を流すと
温度が上昇し、光出力が安定しない。このため、レーザ
光を生体に照射し、得られた透過，拡散光の強度に誤差
が生じていた。従来技術では半導体レーザの出力の一部
をフォトダイオードでモニタし、温度変化による光出力
変化を検出していた。しかし光出力のモニタのみであ
り、これを一定に安定化させる工夫は開示されていな
い。
【０００４】本発明の目的は、半導体レーザの温度又は
駆動電流を制御し、安定したレーザ光を得て、高精度な
無侵襲生化学計測装置を提供することにある。
駆動電流を制御し、安定したレーザ光を得て、高精度な
無侵襲生化学計測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、温度センサ
による半導体レーザの温度検出又は受光素子による半導
体レーザのレーザ光強度の検出を行い、温度センサ又は
受光素子の出力をペルチエ素子又は半導体レーザの駆動
電流にフィードバックし、半導体レーザの温度又は駆動
電流を制御することにより達成される。
による半導体レーザの温度検出又は受光素子による半導
体レーザのレーザ光強度の検出を行い、温度センサ又は
受光素子の出力をペルチエ素子又は半導体レーザの駆動
電流にフィードバックし、半導体レーザの温度又は駆動
電流を制御することにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】近赤外領域は分子振動の基本音ス
ペクトル（中赤外）と原子や分子の電子スペクトル（可
視，紫外）との間にあたり、本来透明な波長領域である
が、分子運動の倍音，光調音，結合音のスペクトルが現
われる。このため、特定分子の定性及び定量分析に近赤
外光を用いることができる。また、近赤外領域は生体透
過性が比較的大きく、無侵襲に生体内の情報を取得する
のに適している。
ペクトル（中赤外）と原子や分子の電子スペクトル（可
視，紫外）との間にあたり、本来透明な波長領域である
が、分子運動の倍音，光調音，結合音のスペクトルが現
われる。このため、特定分子の定性及び定量分析に近赤
外光を用いることができる。また、近赤外領域は生体透
過性が比較的大きく、無侵襲に生体内の情報を取得する
のに適している。
【０００７】生体に近赤外光を照射すると、一部は表面
で反射し、他は生体中を拡散して透過する。その際、近
赤外光の一部は生体物質に吸収される。入射光強度ＩＯ
と透過光強度Ｉｔとの間には数１で示されるLambert-Be
erの法則が成り立つと考えられる。
で反射し、他は生体中を拡散して透過する。その際、近
赤外光の一部は生体物質に吸収される。入射光強度ＩＯ
と透過光強度Ｉｔとの間には数１で示されるLambert-Be
erの法則が成り立つと考えられる。
【０００８】
【数１】 Ｉｔ＝Ｉ０exp(−ｃｋｄ) …（数１） ここで、ｃは吸収物質の濃度、ｋは吸光係数、ｄは吸収
物質の厚さを表す。これより目的物質の吸収波長に合わ
せたレーザを用い、試料の厚さを一定にすれば、透過光
強度の測定により目的物質の濃度を求めることができ
る。例えば、血液中のグルコース濃度は、糖尿病の指標
になり、臨床検査上重要な測定項目である。グルコース
は１５６０ｎｍ，２０７６ｎｍ，２２７２ｎｍに特徴的
な吸収を有するので、いずれかの波長の半導体レーザ及
び半導体検出器を用いれば、生体中、主に血液中のグル
コース濃度を採血せずに定量することができる。生体中
では光の散乱が大きいため、厚い生体試料の測定には光
出力のレーザを用いる必要がある。例えば波長１５６０
ｎｍ，出力１０ｍＷの半導体レーザを用いれば、約１.
５mm の厚さの生体を測定することができ、また、１０
０ｍＷのレーザを用いると約８mmの厚さの生体を測定す
ることができる。
物質の厚さを表す。これより目的物質の吸収波長に合わ
せたレーザを用い、試料の厚さを一定にすれば、透過光
強度の測定により目的物質の濃度を求めることができ
る。例えば、血液中のグルコース濃度は、糖尿病の指標
になり、臨床検査上重要な測定項目である。グルコース
は１５６０ｎｍ，２０７６ｎｍ，２２７２ｎｍに特徴的
な吸収を有するので、いずれかの波長の半導体レーザ及
び半導体検出器を用いれば、生体中、主に血液中のグル
コース濃度を採血せずに定量することができる。生体中
では光の散乱が大きいため、厚い生体試料の測定には光
出力のレーザを用いる必要がある。例えば波長１５６０
ｎｍ，出力１０ｍＷの半導体レーザを用いれば、約１.
５mm の厚さの生体を測定することができ、また、１０
０ｍＷのレーザを用いると約８mmの厚さの生体を測定す
ることができる。
【０００９】このような近赤外光の特長を有する近赤外
半導体レーザを、無侵襲生化学計測に適用した例につい
て説明する。
半導体レーザを、無侵襲生化学計測に適用した例につい
て説明する。
【００１０】図１に本発明の第１の実施例を示す。これ
は光検出方式卓上型無侵襲生化学計測装置の概略を示し
たものである。半導体レーザよりなる光源部１から放射
したレーザ光は、コリメートレンズ５により集光され、
効率良く生体（指）１５へ照射される。生体を透過，拡
散したレーザ光は、受光素子７で検出され、受光素子７
などで構成される信号検出部２により電気信号に変換さ
れる。信号検出部２の出力は、増幅回路３を介してコン
ピュータ４へ取り込まれ、吸収物質の濃度への換算，そ
の他の演算が行われる。
は光検出方式卓上型無侵襲生化学計測装置の概略を示し
たものである。半導体レーザよりなる光源部１から放射
したレーザ光は、コリメートレンズ５により集光され、
効率良く生体（指）１５へ照射される。生体を透過，拡
散したレーザ光は、受光素子７で検出され、受光素子７
などで構成される信号検出部２により電気信号に変換さ
れる。信号検出部２の出力は、増幅回路３を介してコン
ピュータ４へ取り込まれ、吸収物質の濃度への換算，そ
の他の演算が行われる。
【００１１】レーザ光をパルス又は連続光照射させる
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの駆動電流
を制御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導
体レーザのレーザ放射面のうち、生体試料に光を照射す
る面と反対側の面より放射されるレーザ光は、コリメー
トレンズ６によって効率良く集光され、受光素子９によ
り検出される。レーザ光は受光素子９により電気信号に
変換され、増幅回路１０を介して、半導体レーザの駆動
電流回路８へ入力され、フィードバックループを形成す
る。上記増幅回路１０により、光強度に応じた出力を、
半導体レーザの駆動電流回路８に入力する。光出力が減
少した分、電流を増加させ、光出力の減少分を補償し、
光出力を一定に制御する。これにより、高精度な測定が
可能となる。
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの駆動電流
を制御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導
体レーザのレーザ放射面のうち、生体試料に光を照射す
る面と反対側の面より放射されるレーザ光は、コリメー
トレンズ６によって効率良く集光され、受光素子９によ
り検出される。レーザ光は受光素子９により電気信号に
変換され、増幅回路１０を介して、半導体レーザの駆動
電流回路８へ入力され、フィードバックループを形成す
る。上記増幅回路１０により、光強度に応じた出力を、
半導体レーザの駆動電流回路８に入力する。光出力が減
少した分、電流を増加させ、光出力の減少分を補償し、
光出力を一定に制御する。これにより、高精度な測定が
可能となる。
【００１２】また、上記方式の一部を変化させた例を示
す。半導体レーザ冷却のためのペルチエ素子及び昇温の
ための電熱線を、直接又は熱伝導性の良いブロックを介
して、半導体レーザ１に接触させ、上記増幅回路１０か
らの光強度に応じた出力を、ペルチエ素子及び電熱線の
駆動電流回路に入力してフィードバックループを形成す
る。半導体レーザの温度上昇分をペルチエ素子で冷却
し、温度下降分を電熱線で昇温し、温度を一定に制御す
ることで、光出力を一定に制御し、上記方式と同様に、
高精度な測定を可能にする。
す。半導体レーザ冷却のためのペルチエ素子及び昇温の
ための電熱線を、直接又は熱伝導性の良いブロックを介
して、半導体レーザ１に接触させ、上記増幅回路１０か
らの光強度に応じた出力を、ペルチエ素子及び電熱線の
駆動電流回路に入力してフィードバックループを形成す
る。半導体レーザの温度上昇分をペルチエ素子で冷却
し、温度下降分を電熱線で昇温し、温度を一定に制御す
ることで、光出力を一定に制御し、上記方式と同様に、
高精度な測定を可能にする。
【００１３】図２に本発明の第２の実施例を示す。これ
は温度検出方式卓上型無侵襲生化学計測装置の概略を示
したものである。半導体レーザよりなる光源部１から放
射したレーザ光は、コリメートレンズ５により集光さ
れ、効率良く生体（指）１５へ照射される。生体を透
過，拡散したレーザ光は、受光素子７で検出され、受光
素子７などで構成される信号検出部２により電気信号に
変換される。信号検出部２の出力は、増幅回路３を介し
てコンピュータ４へ取り込まれ、吸収物質の濃度への換
算，その他の演算が行われる。
は温度検出方式卓上型無侵襲生化学計測装置の概略を示
したものである。半導体レーザよりなる光源部１から放
射したレーザ光は、コリメートレンズ５により集光さ
れ、効率良く生体（指）１５へ照射される。生体を透
過，拡散したレーザ光は、受光素子７で検出され、受光
素子７などで構成される信号検出部２により電気信号に
変換される。信号検出部２の出力は、増幅回路３を介し
てコンピュータ４へ取り込まれ、吸収物質の濃度への換
算，その他の演算が行われる。
【００１４】レーザ光をパルス又は連続光照射させる
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの温度を制
御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導体レ
ーザ冷却のためのペルチエ素子１２及び昇温のための電
熱線１１、及び半導体レーザの温度を検出する温度セン
サ１３を、直接に又は熱伝導性の良いブロックを介し
て、半導体レーザ１に接触させる。半導体レーザの温度
変化に応じた上記温度センサ１３からの出力を、ペルチ
エ素子及び電熱線の駆動電流回路１４に入力し、ペルチ
エ素子及び電熱線を駆動する。半導体レーザの温度上昇
分をペルチエ素子で冷却し、温度下降分を電熱線で昇温
し、温度を一定に制御することで、光出力を一定に制御
する。これにより、高精度な測定が可能となる。
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの温度を制
御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導体レ
ーザ冷却のためのペルチエ素子１２及び昇温のための電
熱線１１、及び半導体レーザの温度を検出する温度セン
サ１３を、直接に又は熱伝導性の良いブロックを介し
て、半導体レーザ１に接触させる。半導体レーザの温度
変化に応じた上記温度センサ１３からの出力を、ペルチ
エ素子及び電熱線の駆動電流回路１４に入力し、ペルチ
エ素子及び電熱線を駆動する。半導体レーザの温度上昇
分をペルチエ素子で冷却し、温度下降分を電熱線で昇温
し、温度を一定に制御することで、光出力を一定に制御
する。これにより、高精度な測定が可能となる。
【００１５】また、上記方式の一部を変化させた例を示
す。温度センサ１３からの半導体レーザの温度変化に応
じた出力を、半導体レーザの駆動電流回路８へ入力し、
フィードバックループを形成する。温度が上昇すると光
出力は減少するため、温度が上昇した分、半導体レーザ
の電流を増加させ、光出力の減少分を補償する。同様
に、温度が下降した分、半導体レーザの電流を減少さ
せ、光出力の増加分を補償し、光出力を一定に制御す
る。これにより、高精度な測定が可能となる。
す。温度センサ１３からの半導体レーザの温度変化に応
じた出力を、半導体レーザの駆動電流回路８へ入力し、
フィードバックループを形成する。温度が上昇すると光
出力は減少するため、温度が上昇した分、半導体レーザ
の電流を増加させ、光出力の減少分を補償する。同様
に、温度が下降した分、半導体レーザの電流を減少さ
せ、光出力の増加分を補償し、光出力を一定に制御す
る。これにより、高精度な測定が可能となる。
【００１６】図３に本発明の第３の実施例を示す。これ
は光検出方式携帯型無侵襲生化学計測装置の概略を示し
たものである。実施例１に示した卓上型無侵襲生化学計
測装置を携帯型にしたものである。半導体レーザよりな
る光源部１から放射したレーザ光は、コリメートレンズ
５により集光され、効率良く生体（耳朶）１５へ照射さ
れる。生体を透過，拡散したレーザ光は、受光素子７で
検出され、受光素子７などで構成される信号検出部２に
より電気信号に変換される。信号検出部２の出力は、増
幅回路３を介してコンピュータ４へ取り込まれ、吸収物
質の濃度への換算，その他の演算が行われる。
は光検出方式携帯型無侵襲生化学計測装置の概略を示し
たものである。実施例１に示した卓上型無侵襲生化学計
測装置を携帯型にしたものである。半導体レーザよりな
る光源部１から放射したレーザ光は、コリメートレンズ
５により集光され、効率良く生体（耳朶）１５へ照射さ
れる。生体を透過，拡散したレーザ光は、受光素子７で
検出され、受光素子７などで構成される信号検出部２に
より電気信号に変換される。信号検出部２の出力は、増
幅回路３を介してコンピュータ４へ取り込まれ、吸収物
質の濃度への換算，その他の演算が行われる。
【００１７】レーザ光をパルス又は連続光照射させる
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの駆動電流
を制御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導
体レーザのレーザ放射面のうち、生体試料に光を照射す
る面と反対側の面より放射されるレーザ光は、コリメー
トレンズ６によって効率良く集光され、受光素子９によ
り検出される。レーザ光は受光素子９により電気信号に
変換され、増幅回路１０を介して、半導体レーザの駆動
電流回路８へ入力され、フィードバックループを形成す
る。上記増幅回路１０により、光強度に応じた出力を、
半導体レーザの駆動電流回路８に入力する。光出力が減
少した分、電流を増加させ、光出力の減少分を補償し、
光出力を一定に制御する。これにより、高精度な測定が
可能となる。
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの駆動電流
を制御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導
体レーザのレーザ放射面のうち、生体試料に光を照射す
る面と反対側の面より放射されるレーザ光は、コリメー
トレンズ６によって効率良く集光され、受光素子９によ
り検出される。レーザ光は受光素子９により電気信号に
変換され、増幅回路１０を介して、半導体レーザの駆動
電流回路８へ入力され、フィードバックループを形成す
る。上記増幅回路１０により、光強度に応じた出力を、
半導体レーザの駆動電流回路８に入力する。光出力が減
少した分、電流を増加させ、光出力の減少分を補償し、
光出力を一定に制御する。これにより、高精度な測定が
可能となる。
【００１８】半導体レーザ１，コリメートレンズ５，受
光素子７、及び信号検出部２から構成される生体信号検
出部と、光出力変動を検出するための、コリメートレン
ズ６及び受光素子９を小型にし、一つのブロックに納め
る。また、半導体レーザの駆動電流回路８，受光素子９
からの信号を増幅する増幅回路１０，生体信号を増幅す
る増幅回路３、及び吸収物質の濃度への換算，その他の
演算を行うコンピュータ４も、一つのブロックに納め
る。信号を検出するブロック及び駆動回路やコンピュー
タなどのブロックを分離し、その間をフレキシブルな信
号線によって接続する。被検者は、例えば本実施例に示
す耳朶１５などに、生体信号を検出するブロックを設置
する。生体信号を検出するブロック及び駆動回路やコン
ピュータなどのブロックを分離することにより、被検者
の時間を拘束することなしに、被検者の生体信号を、無
侵襲に連続計測することができ、また、装置を小型にす
ることで、携帯可能となる。
光素子７、及び信号検出部２から構成される生体信号検
出部と、光出力変動を検出するための、コリメートレン
ズ６及び受光素子９を小型にし、一つのブロックに納め
る。また、半導体レーザの駆動電流回路８，受光素子９
からの信号を増幅する増幅回路１０，生体信号を増幅す
る増幅回路３、及び吸収物質の濃度への換算，その他の
演算を行うコンピュータ４も、一つのブロックに納め
る。信号を検出するブロック及び駆動回路やコンピュー
タなどのブロックを分離し、その間をフレキシブルな信
号線によって接続する。被検者は、例えば本実施例に示
す耳朶１５などに、生体信号を検出するブロックを設置
する。生体信号を検出するブロック及び駆動回路やコン
ピュータなどのブロックを分離することにより、被検者
の時間を拘束することなしに、被検者の生体信号を、無
侵襲に連続計測することができ、また、装置を小型にす
ることで、携帯可能となる。
【００１９】図４に本発明の第４の実施例を示す。これ
は温度検出方式携帯型無侵襲生化学計測装置の概略を示
したものである。実施例２に示した卓上型無侵襲生化学
計測装置を携帯型にしたものである。半導体レーザより
なる光源部１から放射したレーザ光は、コリメートレン
ズ５により集光され、効率良く生体（耳朶）１５へ照射
される。生体を透過，拡散したレーザ光は、受光素子７
で検出され、受光素子７などで構成される信号検出部２
により電気信号に変換される。信号検出部２の出力は、
増幅回路３を介してコンピュータ４へ取り込まれ、吸収
物質の濃度への換算，その他の演算が行われる。
は温度検出方式携帯型無侵襲生化学計測装置の概略を示
したものである。実施例２に示した卓上型無侵襲生化学
計測装置を携帯型にしたものである。半導体レーザより
なる光源部１から放射したレーザ光は、コリメートレン
ズ５により集光され、効率良く生体（耳朶）１５へ照射
される。生体を透過，拡散したレーザ光は、受光素子７
で検出され、受光素子７などで構成される信号検出部２
により電気信号に変換される。信号検出部２の出力は、
増幅回路３を介してコンピュータ４へ取り込まれ、吸収
物質の濃度への換算，その他の演算が行われる。
【００２０】レーザ光をパルス又は連続光照射させる
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの温度を制
御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導体レ
ーザ冷却のためのペルチエ素子１２及び昇温のための電
熱線１１、及び半導体レーザの温度を検出する温度セン
サ１３を、直接に又は熱伝導性の良いブロックを介し
て、半導体レーザ１に接触させる。半導体レーザの温度
変化に応じた上記温度センサ１３からの出力を、ペルチ
エ素子及び電熱線の駆動電流回路１４に入力し、ペルチ
エ素子及び電熱線を駆動する。半導体レーザの温度上昇
分をペルチエ素子で冷却し、温度下降分を電熱線で昇温
し、温度を一定に制御することで、光出力を一定に制御
する。これにより、高精度な測定が可能となる。
と、温度が上昇し、光出力が時間と共に減少する。安定
したレーザ光出力を得るため、半導体レーザの温度を制
御する機構を設けた、本発明の例を説明する。半導体レ
ーザ冷却のためのペルチエ素子１２及び昇温のための電
熱線１１、及び半導体レーザの温度を検出する温度セン
サ１３を、直接に又は熱伝導性の良いブロックを介し
て、半導体レーザ１に接触させる。半導体レーザの温度
変化に応じた上記温度センサ１３からの出力を、ペルチ
エ素子及び電熱線の駆動電流回路１４に入力し、ペルチ
エ素子及び電熱線を駆動する。半導体レーザの温度上昇
分をペルチエ素子で冷却し、温度下降分を電熱線で昇温
し、温度を一定に制御することで、光出力を一定に制御
する。これにより、高精度な測定が可能となる。
【００２１】半導体レーザ１，コリメートレンズ５，受
光素子７、及び信号検出部２から構成される生体信号検
出部と、半導体レーザの温度変動を検出するための温度
センサ１３，半導体レーザ冷却のためのペルチエ素子１
２及び暖房のための電熱線１１を小型にし、一つのブロ
ックに納める。また、半導体レーザの駆動電流回路８，
ペルチエ素子及び電熱線駆動回路１４，生体信号を増幅
する増幅回路３、及び吸収物質の濃度への換算，その他
の演算を行うコンピュータ４も、一つのブロックに納め
る。信号を検出するブロック及び駆動回路やコンピュー
タなどのブロックを分離し、その間をフレキシブルな信
号線によって接続する。被検者は、例えば本実施例に示
す耳朶１５などに、生体信号を検出するブロックを設置
する。実施例３と同様、生体信号を検出するブロック及
び駆動回路やコンピュータなどのブロックを分離するこ
とにより、被検者の時間を拘束することなしに、被検者
の生体信号を、無侵襲に連続計測することができ、ま
た、装置を小型にすることで、携帯可能となる。
光素子７、及び信号検出部２から構成される生体信号検
出部と、半導体レーザの温度変動を検出するための温度
センサ１３，半導体レーザ冷却のためのペルチエ素子１
２及び暖房のための電熱線１１を小型にし、一つのブロ
ックに納める。また、半導体レーザの駆動電流回路８，
ペルチエ素子及び電熱線駆動回路１４，生体信号を増幅
する増幅回路３、及び吸収物質の濃度への換算，その他
の演算を行うコンピュータ４も、一つのブロックに納め
る。信号を検出するブロック及び駆動回路やコンピュー
タなどのブロックを分離し、その間をフレキシブルな信
号線によって接続する。被検者は、例えば本実施例に示
す耳朶１５などに、生体信号を検出するブロックを設置
する。実施例３と同様、生体信号を検出するブロック及
び駆動回路やコンピュータなどのブロックを分離するこ
とにより、被検者の時間を拘束することなしに、被検者
の生体信号を、無侵襲に連続計測することができ、ま
た、装置を小型にすることで、携帯可能となる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、温度センサによる半導
体レーザの温度検出又は受光素子による半導体レーザの
レーザ光強度の検出を行い、温度センサ又は受光素子の
出力をペルチエ素子又は半導体レーザの駆動電流にフィ
ードバックし、半導体レーザの温度又は駆動電流を制御
しているので、温度変化に伴う透過，拡散光の計測誤差
を低減することができる。従って高精度な無侵襲生化学
計測装置を提供できる。また生化学成分の検出部及び温
度制御機構部を小型にし、各装置の駆動回路部及び検出
した生化学成分などの演算処理部などとの間を、フレキ
シブルな信号線を用いて接続し、携帯可能な無侵襲生化
学計測装置にすると、被検者の時間を拘束せず、連続計
測を可能とすることができる。
体レーザの温度検出又は受光素子による半導体レーザの
レーザ光強度の検出を行い、温度センサ又は受光素子の
出力をペルチエ素子又は半導体レーザの駆動電流にフィ
ードバックし、半導体レーザの温度又は駆動電流を制御
しているので、温度変化に伴う透過，拡散光の計測誤差
を低減することができる。従って高精度な無侵襲生化学
計測装置を提供できる。また生化学成分の検出部及び温
度制御機構部を小型にし、各装置の駆動回路部及び検出
した生化学成分などの演算処理部などとの間を、フレキ
シブルな信号線を用いて接続し、携帯可能な無侵襲生化
学計測装置にすると、被検者の時間を拘束せず、連続計
測を可能とすることができる。
【図１】本発明の一実施例の卓上型無侵襲生化学計測装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例の卓上型無侵襲生化学計測装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施例の携帯型無侵襲生化学計測装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施例の携帯型無侵襲生化学計測装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
１…光源部、２…信号検出部、３…増幅回路、４…コン
ピュータ、５…コリメートレンズ、６…コリメートレン
ズ、７…受光素子、８…駆動電流回路、９…受光素子、
１０…増幅回路、１１…電熱線、１２…ペルチエ素子、
１３…温度センサ、１４…ペルチエ素子及び電熱線駆動
回路、１５…生体。
ピュータ、５…コリメートレンズ、６…コリメートレン
ズ、７…受光素子、８…駆動電流回路、９…受光素子、
１０…増幅回路、１１…電熱線、１２…ペルチエ素子、
１３…温度センサ、１４…ペルチエ素子及び電熱線駆動
回路、１５…生体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鱒沢 裕 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 藤井 稔子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 曽根原 剛志 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも一つの光源，光検出器からな
り、前記光源からの光を直接生体に照射し、その透過，
拡散した光の強度を光検出器により検出し、その検出結
果に基づき、生体成分を測定する装置において、前記光
源に半導体レーザを用い、前記半導体レーザの温度又は
駆動電流を制御する機構を設けたことを特徴とする無侵
襲生化学計測装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の温度又は駆動電流を制御
する機構は、前記半導体レーザの駆動電流制御回路又は
ペルチエ素子と電熱線、及び温度センサ又は受光素子か
らなる無侵襲生化学計測装置。 - 【請求項３】少なくとも一つの光源，光検出器からな
り、前記光源からの光を直接生体に照射し、その透過，
拡散した光の強度を光検出器により検出し、その検出結
果に基づき、生体成分を測定する装置において、前記光
源に半導体レーザを用い、前記半導体レーザの基板に接
触させて、又は前記基板の近くに温度センサを設置し、
その出力を半導体レーザの駆動回路に入力してフィード
バックループを形成し、温度変化による半導体レーザ出
力変化を駆動電流を変化させて補償することを特徴とす
る無侵襲生化学計測装置。 - 【請求項４】少なくとも一つの光源，光検出器からな
り、光源からの光を直接生体に照射し、その透過，拡散
した光の強度を光検出器により検出し、その検出結果に
基づき、生体成分を測定する装置において、光源に半導
体レーザを用い、半導体レーザのレーザ放射面の近傍に
受光素子を設置し、レーザ放射面より放射されるレーザ
光を受光素子で検出し、その出力を半導体レーザの駆動
回路に入力してフィードバックループを形成し、半導体
レーザ出力変化を駆動電流を変化させて補償することを
特徴とする無侵襲生化学計測装置。 - 【請求項５】請求項２に記載の前記温度センサ，前記ペ
ルチエ素子及び前記電熱線を、直接に又は熱伝導性の良
いブロックを介して、前記半導体レーザと接触させ、前
記温度センサの出力を、前記ペルチエ素子及び電熱線駆
動回路に入力してフィードバックループを形成し、温度
変化による半導体レーザ出力変化を前記ペルチエ素子又
は前記電熱線の電流を変化させて補償する無侵襲生化学
計測装置。 - 【請求項６】請求項２に記載の前記ペルチエ素子及び前
記電熱線を、直接に又は熱伝導性の良いブロックを介し
て、前記半導体レーザと接触させ、前記半導体レーザの
レーザ放射面の近くに前記受光素子を設置し、レーザ放
射面より放射されるレーザ光を前記受光素子で検出し、
その出力を前記ペルチエ素子及び電熱線駆動回路に入力
してフィードバックループを形成し、温度変化による半
導体レーザ出力変化を前記ペルチエ素子又は前記電熱線
の電流を変化させて補償する無侵襲生化学計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34036395A JPH09178657A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 無侵襲生化学計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34036395A JPH09178657A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 無侵襲生化学計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178657A true JPH09178657A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18336231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34036395A Pending JPH09178657A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 無侵襲生化学計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09178657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010054436A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Topcon Corp | 植物用センサ装置 |
| WO2018032749A1 (zh) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | 深圳市前海康启源科技有限公司 | 葡萄糖浓度检测装置 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34036395A patent/JPH09178657A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010054436A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Topcon Corp | 植物用センサ装置 |
| WO2018032749A1 (zh) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | 深圳市前海康启源科技有限公司 | 葡萄糖浓度检测装置 |
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