TW201413237A - 成分測定裝置 - Google Patents

Abstract

成分測定裝置具備：測光塊(72)，其具有與試紙(70)相向並開口的安裝部(87)，及與安裝部(87)連通並將反射光(Lr)引導至受光元件(102)的反射光用光路徑(110)；以及將反射光(Lr)聚光至受光元件(102)的反射光用透鏡(88b)。反射光用透鏡(88b)，是依據受光元件(102)的配設位置，而至少形成來做為減低反射光(Lr)的球面像差之非球面透鏡。

Description

成分測定裝置

本發明係有關例如將體液中的活體成分做光學性測定之成分測定裝置。

在檢測血液或尿等體液中的活體成分，測定其成分量或性質等時，係使用可光學性測定之成分測定裝置。

舉例來說，在日本特表2008-544265號公報中，揭示一種分析系統，其將透光性合成樹脂所構成之透過區域，配設於光學模組基體(以下稱為塊體)。該分析系統是從光源射出測光分析用的光(以下稱為照射光)，經由前述透過區域而照射至試驗域，並讓其反射光經由同一透過區域射入檢測器(以下稱為受光元件)，藉此進行活體成分之測定(參照日本特表2008-544265號公報圖4)。在該透過區域設有透鏡(以下稱為照射光用透鏡)，將照射光聚光至試驗域的規定處所。

此外，日本特表2008-544265號公報中雖未記載，但亦可在反射光的光路徑上(例如透過區域)設置反射光用透鏡。藉由該反射光用透鏡，將反射光聚光至受光元件，如此一來能夠提升受光元件之反射光檢測精度。

不過，在成分測定裝置中，若是在塊體具備反射光用 透鏡之構造，則在該塊體會變得難以兼顧反射光光路徑的遮光性與反射光用透鏡的安裝性。舉例來說，日本特表2008-544265號公報的分析系統中，係構成為將塊體的反射光入射側的開口做得儘可能狹窄，藉此確保反射光光路徑的遮光性。然而，在此情形下，比開口還大的形狀所構成之透過區域(相當於反射光用透鏡)便難以安裝至塊體。也就是說，如果重視反射光光路徑的遮光性，則透鏡對於塊體的安裝性就會變差，裝置的組裝工程作業效率會降低。

相對於此，如果重視反射光用透鏡的安裝性，則較合適之構造為，在塊體形成與反射光的光路徑連通並開口之安裝部，且將反射光用透鏡從單一方向插入該安裝部。然而，此構造中，為了確保反射光光路徑的遮光性，必須將安裝部形成地較小，反射光用透鏡的形狀會受限。因此，即使將反射光用透鏡配置於反射光光路徑，也會使透過該反射光用透鏡後的反射光產生像差(主要為球面像差)，其結果，接收反射光的受光元件之檢測精度無法提升的課題便會發生。

本發明係有鑑於上述課題而創作者，其目的在於，提供一種成分測定裝置，其做成使反射光用透鏡可容易地安裝之構造，以謀求裝置組裝作業的效率化，且大幅減低該反射光用透鏡之反射光球面像差，藉而能提升活體成分的測定精度。

為達成前述目的，本發明為一種成分測定裝置，是從 發光元件對測定對象照射測定用之照射光，而在受光元件檢測從該測定對象反射之反射光，依據該檢測值來測定前述測定對象中所含浸的體液中之成分；該成分測定裝置，其特徵為：具備：塊體(72)，其具有安裝部，與前述測定對象相向並開口；及反射光用光路徑，與前述安裝部連通，將前述反射光引導至前述受光元件；以及反射光用透鏡，將前述反射光聚光至受光元件；前述反射光用透鏡，是依據前述受光元件的配設位置，而至少形成來做為減低前述反射光的球面像差之非球面透鏡，並從前述開口插入前述安裝部，藉此配置於前述反射光用光路徑上。

按照上述，係構成為將反射光用透鏡從塊體的開口插入安裝部，藉此能夠將反射光用透鏡容易地安裝至塊體。如此一來，便能謀求裝置組裝作業的效率化。此外，反射光用透鏡係形成為非球面透鏡，藉此，可使球面像差大幅減低後之反射光聚光至受光元件。其結果，成分測定裝置能夠高精度地檢測反射光，能夠提升活體成分的測定精度。

此外，亦可做成為：前述塊體具有照射光用光路徑，將前述照射光引導至測定對象；在前述照射光用光路徑配置有照射光用透鏡，將前述照射光聚光至測定對象；前述反射光用透鏡與前述照射光用透鏡係並排而一體成形，以便共同擁有被保持於前述安裝部之被保持部。

像這樣，即使將反射光用透鏡與照射光用透鏡做成1個透鏡而一體成形，也能將該透鏡容易地安裝至塊體。此 外，藉由將反射光用透鏡與照射光用透鏡一體成形，零件數會變少。因此，可減低製造成本，也能進一步使裝置組裝作業效率化。

又，較佳為：前述反射光用透鏡包含：突出部，從前述被保持部朝向前述反射光用光路徑突出規定量；以及聚光部，在前述突出部的上部，形成前述非球面透鏡。

像這樣，反射光用透鏡係具有從被保持部突出規定量之突出部，藉此，可將聚光部確實定位於反射光用光路徑內的規定位置。是故，即使對成分測定裝置施以外力等，也能避免反射光用透鏡的位置偏離，因此，能使反射光穩定地聚光至受光元件。

在此情形下，亦可做成為：前述照射光用透鏡的光軸與前述反射光用透鏡的光軸，係形成為彼此略平行；前述非球面透鏡係形成為，其形狀可減低：相對於前述反射光用透鏡的光軸以規定角度射入之前述反射光的球面像差。

像這樣，將照射光用透鏡的光軸與反射光用透鏡的光軸彼此形成為略平行，藉此，在將照射光用透鏡與反射光用透鏡一體成形時，便能容易地進行加工。

前述安裝部可構成為，在前述反射光用透鏡插入於其內部的狀態下，開口端部被壓接(crimping)至內側。

像這樣，安裝部的開口端部被壓接至內側，藉此，能夠防止反射光用透鏡的脫落。

此外，成分測定裝置適合用來做為血糖值測定裝置，主要測定血液成分中的血糖值。

按照本發明，做成使反射光用透鏡可容易地安裝之構造，藉此，能謀求裝置組裝工程的效率化；又，藉由大幅減低該反射光用透鏡之反射光球面像差，而能提升活體成分的測定精度。

上述目的、特徵及優點，從參照所附圖面而說明之以下實施形態的說明中，應可容易理解。

以下，針對本發明之成分測定裝置，例舉妥適之實施形態，參照所附圖面詳細說明之。

本實施形態之說明中，作為成分測定裝置，係詳述主要測定血液成分中的血糖值之血糖值測定裝置。該血糖值測定裝置，係醫師或護士、或糖尿病患者等採取血液以測定血糖值，並管理該血糖值的測定資料之裝置。另，成分測定裝置，當然不限定於本血糖值測定裝置。

圖1為本發明實施形態之血糖值測定裝置(成分測定裝置)全體構成示意立體圖，圖2為同裝置正面圖，圖3為同裝置分解立體圖，圖4為圖1之IV-IV線側面截面圖。

如圖1及圖2所示，血糖值測定裝置10具有構成外觀之框體12。該框體12係形成為稍細長，且為服貼於手的立體形狀，以便人可以單手握持並容易地按壓操作操作開關14。框體12包含上外殼16、下外殼18、及先端外殼20，上外殼16與下外殼18上下重合，且在上外殼16及 下外殼18的先端部安裝先端外殼20，藉此組合。此外，在框體12配置有：顯示部22，顯示測定血糖值所必要之資訊輸入事項或確認事項、測定結果等；及操作部24，由2個操作開關14所構成。

如圖3所示，於血糖值測定裝置10的顯示部22，在形成於上外殼16之開口窗26嵌入有液晶外罩28，在該液晶外罩28的下層內藏有液晶面板30。另，在上外殼16的上面，貼附有正面面板32，其形成為適當大小以便用來覆蓋液晶外罩28及2個操作開關14。

在操作部24，2個操作開關14分別插入設於上外殼16的上面之插通孔34。操作部24係透過這些操作開關14，而可做血糖值測定裝置10的開/關操作等各種操作。

在具備顯示部22及操作部24的上外殼16之背面側(框體12內部)，配置有顯示部22的液晶面板30、及控制本血糖值測定裝置10之主配線基板36。在主配線基板36，藉由印刷而形成規定的配線電路。在該主配線基板36，組裝有用來執行規定處理之微電腦、記憶規定程式之ROM或RAM等記憶裝置、及其他電子零件(主動元件、被動元件等)(均未圖示)。

此外，在下外殼18的上面側(框體12內部)，設有電池收納部38。在電池收納部38，收納有鈕扣型電池40以作為攜帶用電源。該電池收納部38，係藉由電池蓋42而可開閉地被覆蓋，該電池蓋42是構成為相對於下外殼 18可拆卸。血糖值測定裝置10，係藉由鈕扣型電池40的電力，以便能進行主配線基板36等的控制、或顯示部22的顯示等。另，用於血糖值測定裝置10之電源並不限於鈕扣型電池，亦可構成為圓型乾電池、方型乾電池、二次電池或透過電源線而連接至外部電源。

如圖1所示，上外殼16及下外殼18重合之框體12，從中間部往先端部係成為先端較細，且全體形成為朝下外殼18側彎曲。先端外殼20安裝於該先端部，構成為測定部50之框體，該測定部50將血液做光學性檢測。

此外，在上外殼16上面的先端部附近設有長孔46，導引彈出操作子44的移動(參照圖3)。該長孔46是朝框體12的前後方向以規定長度直線地延伸，而彈出操作子44的脚部44a可滑動地插入其中(參照圖4)。在該脚部44a，於框體12內部鎖緊有彈出構件48，以便可藉由彈出操作子44來做彈出構件48的滑動操作。

如圖3所示，先端外殼20係由：方筒部52，安裝於上外殼16及下外殼18；及圓筒部54，形成於該方筒部52的先端側；所構成。在方筒部52的內部，安裝有用來將血液做光學性測定之各種構件。另一方面，圓筒部54的先端面係開口，在該開口部56可自由拆卸地安裝有測定片58。

測定片58具備：基體部60，形成為圓板狀；及噴嘴62，形成於該基體部60的先端兩側；及卡合部64，形成於噴嘴62的相反面側。基體部60係形成為，外徑與圓筒 部54的外徑大略一致。在該基體部60的中央直立設置有噴嘴62。在噴嘴62的中心軸上，形成有從先端面貫通至背面之採取孔62a(參照圖4)。此外，在噴嘴62的先端面形成有凹溝62b，以便易於吸收血液(參照圖2)。

測定片58的卡合部64形成為圓筒狀，外徑形成為可嵌合至圓筒部54的開口部56。該卡合部64形成有具彈性力的4個卡止爪(卡止部)66，朝後方突出。各卡止爪66在插入至圓筒部54時，在外周側形成有凸部66a，以便與形成於圓筒部54內之突條54a卡合(參照圖6)。測定片58，是藉由該凸部66a跨越突條54a而與該突條54a卡止，來安裝至圓筒部54。

此外，在卡合部64的內側，如圖4所示，設有與採取孔62a連通之試紙容納部68。在該試紙容納部68容納有試紙(測定對象)70，在採取血液時該血液會沾染其上。血糖值測定裝置10是對該試紙70照射照射光，並接收來自試紙70的反射光，藉此進行血液成分的測定。

圖5為圖1血糖值測定裝置10之測定部50示意分解立體圖，圖6為測定部50的放大截面圖，圖7為在測定部50進行血液成分檢測時之示意說明圖。

血糖值測定裝置10的測定部50，係為將在測定片58所採取之血液內所含的成分做光學性檢測之部位。如圖5所示，測定部50係為包含先端外殼20、測光塊(塊體)72、基板74及彈出構件48等之構造。先端外殼20如上述般，是由方筒部52與圓筒部54所構成，安裝在上外殼 16與下外殼18重合之框體12的先端部。該先端外殼20例如是由ASB樹脂或聚碳酸酯等合成樹脂而成形。

測光塊72係保持住進行血液成分檢測之基板74，且為安裝於先端外殼20內部之構件。該測光塊72可以用與先端外殼20相同之材料來成形，係由：平板狀之基端部76、及從基端部76朝先端方向突出之突出部78，所構成。

如圖6所示，測光塊72的基端部76，在前面具備突出部78，在後面具備基板配置部80。基板配置部80係形成為可配置基板74之平坦狀，在該基板配置部80的略中央部，直立設置有將基板74定位之定位突起80a。該定位突起80a係貫通基板74的卡合孔74a，介於後述發光元件100與受光元件102之間，具有阻止光直接從發光元件100傳遞至受光元件102的功能。

此外，在基板配置部80，形成有2個開口部(照射光基板側開口部104、反射光基板側開口部106)。照射光基板側開口部104與照射光用光路徑108連通，反射光基板側開口部106與反射光用光路徑110連通。照射光用光路徑108及反射光用光路徑110，分別貫通測光塊72(基端部76及突出部78)內部，藉由與定位突起80a相連之壁部109而彼此遮光。像這樣，在血糖值測定裝置10，係將照射光用光路徑108及反射光用光路徑110共同形成於測光塊72，藉此，能夠減少零件數，可減低製造成本。

另，在基端部76的後面形成有隔壁112，從基板配置 部80朝後方突出。隔壁112係形成為，當基板74配設於基板配置部80的狀態下，會包圍測光塊72的後面全邊，且比基板74還向後方突出，對於基板74而言具有防止液體接觸或附著於邊緣等功能。又，在基端部76形成有二處安裝用螺栓孔82(參照圖5)。測光塊72是在該安裝用螺栓孔82從後方被安裝用螺栓84插通，而鎖緊在形成於先端外殼20之安裝用螺帽(未圖示)，藉此安裝於先端外殼20。

另一方面，測光塊72的突出部78，如圖5所示，形成為兩側面呈直線狀且上下面呈圓弧狀之略圓筒體。在突出部78的前面形成有突出部側開口部86，該突出部側開口部86在其內面係朝突出部78的軸方向切除規定深度，藉此而具有安裝部87。安裝部87與照射光用光路徑108及反射光用光路徑110連通。該安裝部87係保持住從前方側插入之透鏡88。

被測光塊72保持之透鏡88，於上部側形成有照射光用透鏡88a、於下部側形成有反射光用透鏡88b，而呈一體型。該透鏡88在安裝時，係O型環90嵌入於其側周面而安裝至安裝部87，藉此做成將照射光用光路徑108及反射光用光路徑110密封之狀態。該透鏡88的具體構造及作用效果詳如後述。

測定部50的基板74，係形成為可配置至前述基板配置部80之形狀，在基板74的規定處所(二處)穿設有基板側螺栓孔92。基板74在其基板側螺栓孔92係從後方被 基板用螺栓94插通，且被鎖緊在形成於基板配置部80之基板固定孔96，藉此而配設於測光塊72。在該基板74的略中央部，形成有與定位突起80a卡合之卡合孔74a。

如圖6所示，在與基板74的基板配置部80相向之表面，組裝有射出照射光的2個發光元件100(第1發光元件100a、第2發光元件100b)、及接收反射光的受光元件102。另一方面，在發光元件100及受光元件102的組裝面的相反側表面，組裝有與受光元件102電性連接之放大器(AMP)103、及血液成分檢測所必要之其他電子零件(未圖示)。又，本實施形態之基板74，係形成為由複數個平板層(第1平板層75a、第2平板層75b)及遮光層75c所成之層積構造，以成為防止外來光等進入照射光用光路徑108及反射光用光路徑110之構造。

第1發光元件100a與第2發光元件100b，係設置用來射出波長相異之照射光。作為發光元件100，例如能夠運用發出規定波長的光之發光二極體(LED)。此外，作為受光元件102，例如能夠運用感光二極體(PD)。另，本實施形態中，係將不具砲彈形狀外觀(透過體)的發光元件100及受光元件102組裝於基板74，藉此來實現基板74的小型化及血糖值測定裝置10的小型化。

放大器103係具有將受光元件102輸出的檢測訊號加以放大之功能。作為放大器103，例如能夠運用運算放大器。

在測光塊72的基板配置部80配設基板74的情形 下，係將發光元件100及受光元件102朝向基板配置部80來配設。在將基板74配設至基板配置部80的狀態下，發光元件100會被配置於照射光用光路徑108的基端側、受光元件102會被配置於反射光用光路徑110的基端側。如圖7所示，發光元件100在測定時係射出照射光Li，經由照射光用光路徑108及照射光用透鏡88a，將該照射光照射至試紙70。另一方面，受光元件102係將從試紙70反射之反射光Lr，經由反射光用透鏡88b及反射光用光路徑110而受光。

在將測光塊72安裝至先端外殼20的狀態下，在先端外殼20的內周面與測光塊72的突出部78側面之間，會形成空隙114。在該空隙114，係可滑動地配置彈出構件48。

如圖5所示，彈出構件48係為：推出部116，形成於先端側；及滑動板118，供該推出部116固定其上且可在規定距離內滑動；一體成形之構造。

彈出構件48的推出部116，其圓筒形狀的下部係形成被切除規定量之圓弧狀。

滑動板118形成為從推出部116朝後方延伸之平板狀。該滑動板118，在其中央部係於長邊方向被切除，在該切除部118a的後端形成有彈簧用突起120。此外，在滑動板118的後部，係穿設有彈出構件側螺栓孔124，用來與彈出用螺栓122(參照圖4)螺合，並固定至彈出操作子44的脚部44a。

另一方面，在先端外殼20，如圖6所示，形成有容納彈出構件48先端側之彈出構件配置部126。該彈出構件配置部126形成於方筒部52內的上側，構成為支撐滑動板118的兩側端部，具有朝後方突出之彈簧配置突起130。

彈出構件48如圖5及圖6所示，係將彈簧構件132配置於切除部118a，並設置於彈出構件配置部126。在此情形下，彈簧構件132的一端插入有彈簧用突起120，另一端則插入有彈簧配置突起130。

在將測光塊72及彈出構件48配設於先端外殼20的狀態下，推出部116會被配置於測光塊72的突出部78外周面(上面及兩側面)上。此外，彈出構件48係被配置成可在框體12的長邊方向自由滑動，藉由該彈出構件48滑動，推出部116會在突出部78的外周上(亦即空隙114)進退移動。當測定片58安裝於先端外殼20的情形下，藉由彈出構件48朝先端方向移動，推出部116會將測定片58的卡止爪66推出。如此一來，便能從框體12將測定片58卸下。

接下來，詳述本實施形態之透鏡88的特徵部分。圖8為透鏡88的構造概略示意立體圖，圖9A為透鏡88的側面截面圖，圖9B為反射光用透鏡88b的部分放大示意側面截面圖。

透鏡88如上述般，係由將照射光聚光之照射光用透鏡88a，及將反射光聚光之反射光用透鏡88b一體成形。該透鏡88可使用玻璃材或樹脂材等來成形。透鏡88具 備：被保持部140，安裝保持於測光塊72的安裝部87；及照射光凸部142，具有照射光用透鏡88a的功能；及反射光凸部144，具有反射光用透鏡88b的功能。

如圖9A所示，透鏡88是在被保持部140的一方之面形成照射光凸部142及反射光凸部144，被保持部140的另一方之面形成為平坦狀。也就是說，照射光用透鏡88a與反射光用透鏡88b係共同擁有被保持部140。在此情形下，照射光用透鏡88a會藉由照射光凸部142與被保持部140而發揮平凸透鏡的功能，反射光用透鏡88b會藉反射光凸部144與被保持部140而同樣發揮平凸透鏡的功能。

如圖8所示，被保持部140整體形成為橢圓形狀，在側周面的中央部分形成有溝部146。該溝部146是沿著側周面的圓周方向而刻設，在將透鏡88插入至安裝部87時，係嵌入O型環90。

此外，如圖9A所示，在被保持部140的表面，照射光凸部142係形成為球面透鏡。在此情形下，球面透鏡是依據試紙70、透鏡88及發光元件100的間隔，來調整球面的曲率半徑。本實施形態之血糖值測定裝置10中，係構成為照射光凸部142的球面配置在發光元件100與試紙70間的略中間位置(參照圖6)，使得球面透鏡的形狀能夠比較容易設計。

另一方面，反射光凸部144係由：圓柱部(突出部)148，從被保持部140的表面突出規定量；及聚光部150，在圓柱部148的上部形成非球面透鏡；所構成。圓柱部 148的外徑係形成為可與反射光用光路徑110的連通部110a(參照圖6)卡合，該連通部110a是形成在與測光塊72的安裝部87之連接處；藉由透鏡88的安裝，而嵌合至反射光用光路徑110的連通部110a。如此一來，能夠將圓柱部148的上部所具備之聚光部150，確實地定位在反射光用光路徑110的規定位置。

聚光部150其表面形成為非球面透鏡。非球面透鏡係為形成非球面曲面之透鏡，例如雙曲面或高次多項式曲面屬之。聚光部150形成為非球面透鏡，藉此，從試紙70反射之反射光會聚光在受光元件102的表面，而無球面像差。

更具體地說明本實施形態之聚光部150(非球面透鏡)，如圖9B所示，非球面透鏡的曲面(圖9B實線)，相對於一般之球面透鏡的曲面(圖9B虛線)，其中央部形成在相同位置，從中央部朝向周緣部，與球面透鏡的曲面相比，形成為最初傾斜較陡，而逐漸成為平緩的曲面。另，圖9中，圖示之反射光用透鏡88b的周緣部雖為大幅凹陷之狀態，但實際的非球面透鏡的曲面，相對於球面透鏡僅形成有些微的形狀差(例如數μm)。該非球面透鏡的曲面，是依據透鏡88的折射率或形狀(直徑、厚度及曲率半徑)，或反射光用透鏡88b或受光元件102、試紙70的配置間隔等，而適當設計。

此外，透鏡88，其照射光用透鏡88a(照射光凸部142)的光軸La，及反射光用透鏡88b(反射光凸部 144)的光軸Lb，係形成為彼此略平行。如此一來，在將照射光用透鏡88a與反射光用透鏡88b一體成形時，例如相較於照射光用透鏡88a與反射光用透鏡88b的光軸La、Lb為傾斜之構造，能夠容易地進行透鏡88之加工。特別是將反射光凸部144形成為非球面透鏡時，由於需要高度的加工技術，故藉由將彼此之光軸La、Lb做成平行，也可謀求加工效率的提升。

在將該透鏡88安裝至測光塊72時，是在被保持部140的溝部146安裝O型環90後，再從突出部側開口部86將透鏡88插入至安裝部87。測光塊72中，突出部側開口部86係形成為可與透鏡88的平面形狀(橢圓形狀)卡合之形狀，又，該平面形狀被切除至規定深度，藉此形成安裝部87。因此，在透鏡88安裝時，從突出部側開口部86的開口方向將透鏡88插入，藉此，能夠將該透鏡88容易地導引至安裝部87。也就是說，按照該測光塊72，在透鏡88安裝時能夠發揮良好的安裝性。

如圖6所示，在透鏡88被安裝保持於安裝部87的狀態下，測光塊72內的壁部109與被保持部140抵接，使得配置照射光凸部142的空間(照射光用光路徑108)與配置反射光凸部144的空間(反射光用光路徑110)隔離。此外，安裝部87的開口端部(突出部側開口部86的先端)係藉由熱壓接(crimping)等而壓接至內側。像這樣，藉由壓接突出部側開口部86的開口端部，可防止透鏡88脫落，安裝部87會更加確實地保持住透鏡88。

此外，在透鏡88被安裝保持於安裝部87的狀態下，照射光凸部142會與發光元件100相向、反射光凸部144會與受光元件102相向。反射光凸部144如上述般，圓柱部148嵌合至連通部110a。在此，舉例來說，若是不具備圓柱部148的構造，則形成為非球面透鏡之聚光部會有位置偏移發生的可能性，如此一來會使聚光部之反射光聚光精度降低。相對於此，本實施形態之反射光凸部144中，藉由圓柱部148嵌合，而能確實地將聚光部150定位。是故，反射光用透鏡88b能夠將反射光穩定地聚光在受光元件102。

此外，測光塊72中，基端部76與突出部78係在周方向封閉，故能夠減低反射光以外的光進入反射光用光路徑110內。也就是說，測光塊72的形狀係形成為可充分確保反射光用光路徑110內的遮光性。

本實施形態之血糖值測定裝置10，基本上係如以上般構成，接下來，說明以血糖值測定裝置10進行血液成分之測定。血液成分之測定中，首先使用安裝有測定片58的血糖值測定裝置10，來採取被測定者的血液。具體而言，是以專用的穿刺器具(未圖示)穿刺指尖，使皮膚上流出少量(例如0.3~1.5μL左右)的血液。接著，針對從指尖流出的血液，以安裝於血糖值測定裝置10先端之測定片58的噴嘴62先端抵接其上。

如此一來，血液會經由噴嘴62先端的凹溝62b而流入採取孔62a內，藉由毛細管現象而被吸引至後端。接 著，會沾染試紙容納部68內所容納之試紙70，朝試紙70的徑方向外側呈圓形狀擴散。在該血液擴散的同時，血液中的葡萄糖與試紙70內所含之顯色試劑會開始反應，試紙70會依據葡萄糖的量而呈色。

如圖7所示，藉由血糖值測定裝置10來將試紙70的呈色做光學性檢測時，首先會從第1發光元件100a(或第2發光元件100b)射出照射光Li。從第1發光元件100a(或第2發光元件100b)射出之照射光Li，會通過照射光用光路徑108，射入至照射光用透鏡88a(照射光凸部142)。一旦照射光Li射入，照射光凸部142會順著其曲面，使照射光Li的光線折射至光軸La的方向。藉由照射光凸部142而折射之照射光Li的光線，會直接通過透鏡內而從被保持部140射出，聚光在試紙70的焦點位置A。

照射在試紙70的照射光Li，一旦照射至試紙70的焦點位置A，便會分為朝照射光Li的入射方向反射之直接反射光、以及朝其周圍散射之散射光。如圖6所示，反射光用透鏡88b，係位於相對於該試紙70的焦點位置A偏離規定角度(例如30°)之位置，散射光會作為反射光Lr而射入。此外，接收反射光Lr之受光元件102，相對於試紙70的焦點位置A，係配置於以交點B為基點之對稱位置，該交點B是反射光凸部144的光軸Lb與反射光凸部144的頂部相交之處。反射光用透鏡88b係射出反射光Lr，使其聚光在受光元件102的配置位置。

圖10為反射光用透鏡88b內之反射光光線Lr0~Lr2的行進概略示意說明圖。從試紙70反射而來之反射光的光線Lr0~Lr2，一旦射入至反射光用透鏡88b，會因為空間(空氣)的折射率與透鏡88的折射率不同，而以規定角度折射。在反射光用透鏡88b的被保持部140及圓柱部148內，以規定角度折射之反射光的光線Lr0~Lr2會維持直進，被引導至聚光部150。聚光部150中，反射光的光線Lr0~Lr2會順著非球面透鏡的曲面而折射。

在此，具體說明反射光用透鏡88b內的反射光光線Lr0~Lr2之行進。通過圖10所示反射光凸部144的頂部之反射光的光線Lr0，若相對於反射光凸部144的光軸Lb以角度θ進入時，會從反射光凸部144的頂部以角度-θ射出。接著，在反射光用光路徑110內，反射光的光線Lr0會維持直進，相對於相向之受光元件102表面(焦點位置C)，以φ角度(φ=90°-θ)入光。

此外，如圖10所示，通過反射光凸部144的上部之反射光的光線Lr1，會因為聚光部150(非球面透鏡)的平緩曲面，而使射出角度略微朝向光軸Lb傾斜。其結果，反射光的光線Lr1，會從反射光凸部144的上部略微朝內側折射而射出，在受光元件102的表面(焦點位置C)與光線Lr0合焦。

又，如圖10所示，通過反射光凸部144的下部之反射光的光線Lr2，對於聚光部150(非球面透鏡)的平緩曲面，係以比光線Lr1還大的角度進入，而射出角度係比 光線Lr1還朝向光軸Lb傾斜。其結果，反射光的光線Lr1，會從反射光凸部144的下部朝內側折射而射出，在受光元件102的表面(焦點位置C)與光線Lr0合焦。

像這樣，反射光的光線Lr0~Lr2，會藉由反射光用透鏡88b，而聚光至受光元件102表面之規定的焦點位置C。一般而言，若聚光部150為球面透鏡時，反射光的光線Lr0~Lr2的焦點位置C在光軸Lb方向會錯開。相對於此，本實施形態中，由於聚光部150形成為非球面透鏡，故通過反射光凸部144周緣部之反射光的光線Lr1及Lr2、以及通過反射光凸部144頂部之反射光的光線Lr0，它們的焦點位置C會變成一致，能夠大幅減低球面像差。

受光元件102一旦接收到反射光Lr，便檢測其光量。血糖值測定裝置10係依據該檢測值，來測定試紙70的呈色度。

在血糖值測定裝置10之血糖值測定中，第1發光元件100a與第2發光元件100b的照射光Li會交互射出。接著，藉由第1發光元件100a所照射之照射光Li，來檢測顯色試劑與葡萄糖之反應而產生的色素，以測定與葡萄糖量相應之呈色濃度。此外，藉由第2發光元件100b所照射之照射光Li來檢測紅血球，以測定紅血球的紅色濃度。接著，將從呈色濃度所得出之葡萄糖(glucose)值，以從紅色濃度所得出之血比容(hematocrit)值加以校正，而能求得血糖值。

測定結束後，欲將測定片58從框體12卸下時，將彈 出操作子44朝先端側按壓，使彈出構件48往前方(先端側)滑動。如此一來，彈出構件48的推出部116會將測定片58的卡止爪66朝前方按壓，而能夠卸下測定片58。

在此情形下，使用者能夠以單手操作來容易地將測定片58從血糖值測定裝置10卸下。且，由於測定片58是安裝在朝下外殼18側彎曲之框體12的先端，故藉由彈出操作子44的操作，手不必碰觸測定片58，即能簡單且迅速地進行該測定片58之廢棄處理。

圖11為本發明之透鏡的變形例概略示意說明圖。如圖11所示，透鏡160的反射光用透鏡162亦可構成為，將反射光凸部164的聚光部166形成為球面透鏡，而在該球面透鏡表面貼附以樹脂材料成形之非球面透鏡168。在此情形下，非球面透鏡168會成形為，加算聚光部166的形狀(直徑及曲率半徑)，以使其表面與圖9的聚光部150(非球面透鏡)之曲面成為相同曲面。一般來說，非球面透鏡的加工需要高度的技術，故像這樣在透鏡160的加工之外，另行將非球面透鏡168成形，並做成將該非球面透鏡168貼附之構造，藉此，比起將透鏡88直接加工成非球面透鏡，能夠更廉價地製造。

此外，反射光用透鏡88b中，當反射光Lr斜向射入，則會依據司乃爾定律在透鏡內產生折射，故藉由調整被保持部140的板厚，便能改變反射光的光線Lr0之入射角度θ。也就是說，反射光用透鏡88b中，根據試紙70與透鏡88(反射光用透鏡88b)與受光元件102的配置位置 關係，求出反射光的光線Lr0的最佳入射角度θ，並設定被保持部140的板厚以構成最佳入射角度θ，便能容易地讓從試紙70反射之反射光Lr，聚光至受光元件102的規定之焦點位置C。如此一來，將聚光部150加工成為非球面透鏡後，不需再改變非球面透鏡的形狀，只要藉由調整被保持部140的板厚，便可校正反射光的焦點位置。

如上述般，血糖值測定裝置10中，是在測光塊72設置與透鏡88的平面形狀一致之安裝部87，藉此，能夠提升透鏡88的安裝性，謀求裝置的組裝作業效率化。此外，反射光用透鏡88b形成為非球面透鏡，藉此，可大幅減低反射光Lr的球面像差，能提升活體成分的測定精度。

另，本發明並不限於上述實施形態，在不脫離本發明要旨下，當然可採用各種構成。舉例來說，本發明之成分測定裝置，亦可運用做為測定尿成分之裝置，或者除體液以外，亦可運用做為進行排水或工業用水等成分測定之裝置。

此外，反射光凸部144的形狀，其形成之目的可不僅在於減低球面像差。也就是說，反射光凸部144可以考量各種已知像差如彗形像差(comatic aberration)、像散性(astigmatism)、像場彎曲(field curvature)、畸變(distortion)、軸上色差(axial chromatic aberration)、倍率色差(lateral chromatic aberration)等，來形成最佳曲面，藉此能更高精度地將反射光Lr聚光。

10‧‧‧血糖值測定裝置

12‧‧‧框體

16‧‧‧上外殼

18‧‧‧下外殼

20‧‧‧先端外殼

50‧‧‧測定部

58‧‧‧測定片

70‧‧‧試紙(測定對象)

72‧‧‧測光塊(塊體)

87‧‧‧安裝部

88、160‧‧‧透鏡

88a‧‧‧照射光用透鏡

88b、162‧‧‧反射光用透鏡

100‧‧‧發光元件

102‧‧‧受光元件

108‧‧‧照射光用光路徑

110‧‧‧反射光用光路徑

140‧‧‧被保持部

142、164‧‧‧照射光凸部

144‧‧‧反射光凸部

148‧‧‧圓柱部(突出部)

150、166‧‧‧聚光部

168‧‧‧非球面透鏡

圖1為本發明實施形態之血糖值測定裝置的全體構成示意立體圖。

圖2為圖1血糖值測定裝置之示意正面圖。

圖3為圖1血糖值測定裝置之示意分解立體圖。

圖4為圖1血糖值測定裝置之IV-IV線截面圖。

圖5為圖1血糖值測定裝置之測定部示意分解立體圖。

圖6為圖4血糖值測定裝置之測定部放大示意側面截面圖。

圖7為在圖1血糖值測定裝置之測定部，進行血液成分檢測時之示意說明圖。

圖8為本發明實施形態之血糖值測定裝置的透鏡立體圖。

圖9A為圖8所示透鏡之側面截面圖，圖9B為圖9A所示之反射光凸部的部分放大示意側面截面圖。

圖10為以圖9所示之反射光用透鏡進行反射光聚光的模型示意說明圖。

圖11為反射光用透鏡的變形例概略示意說明圖。

50‧‧‧測定部

58‧‧‧測定片

62‧‧‧噴嘴

62a‧‧‧採取孔

64‧‧‧卡合部

66‧‧‧卡止爪(卡止部)

70‧‧‧試紙(測定對象)

72‧‧‧測光塊(塊體)

74‧‧‧基板

75a‧‧‧第1平板層

75b‧‧‧第2平板層

75c‧‧‧遮光層

76‧‧‧基端部

78‧‧‧突出部

80a‧‧‧定位突起

87‧‧‧安裝部

88‧‧‧透鏡

88a‧‧‧照射光用透鏡

88b‧‧‧反射光用透鏡

100‧‧‧發光元件

102‧‧‧受光元件

103‧‧‧放大器

108‧‧‧照射光用光路徑

109‧‧‧壁部

110‧‧‧反射光用光路徑

110a‧‧‧連通部

142‧‧‧照射光凸部

144‧‧‧反射光凸部

Li‧‧‧照射光

Lr‧‧‧反射光

Claims (6)

1. 一種成分測定裝置(10)，是從發光元件(100)對測定對象(70)照射測定用之照射光，而在受光元件(102)檢測從該測定對象(70)反射之反射光，依據該檢測值來測定前述測定對象(70)中所含浸的體液中之成分；該成分測定裝置(10)，其特徵為：具備：塊體(72)，其具有安裝部(87)，與前述測定對象(70)相向並開口；及反射光用光路徑(110)，與前述安裝部(87)連通，將前述反射光引導至前述受光元件(102)；以及反射光用透鏡(88b)，將前述反射光聚光至前述受光元件(102)：前述反射光用透鏡(88b)，是依據前述受光元件(102)的配設位置，而至少形成來做為減低前述反射光的球面像差之非球面透鏡，並從前述安裝部(87)的開口插入前述安裝部(87)，藉此配置於前述反射光用光路徑(110)上。
2. 如申請專利範圍第1項之成分測定裝置(10)，其中，前述塊體(72)具有照射光用光路徑(108)，將前述照射光引導至前述測定對象(70)，在前述照射光用光路徑(108)配置有照射光用透鏡(88a)，將前述照射光聚光至前述測定對象(70)，前述反射光用透鏡(88b)與前述照射光用透鏡 (88a)係並排而一體成形，以便共同擁有被保持於前述安裝部(87)之被保持部(140)。
3. 如申請專利範圍第2項之成分測定裝置(10)，其中，前述反射光用透鏡(88b)包含：突出部(148)，從前述被保持部(140)朝向前述反射光用光路徑(110)突出規定量；以及聚光部(150)，在前述突出部(148)的上部，形成前述非球面透鏡。
4. 如申請專利範圍第2項之成分測定裝置(10)，其中，前述照射光用透鏡(88a)的光軸與前述反射光用透鏡(88b)的光軸，係形成為彼此略平行，前述非球面透鏡係形成為，其形狀可減低：相對於前述反射光用透鏡(88b)的光軸以規定角度射入之前述反射光的球面像差。
5. 如申請專利範圍第1項之成分測定裝置(10)，其中，前述安裝部(87)是在前述反射光用透鏡(88b)插入於其內部的狀態下，開口端部被壓接(crimping)至內側。
6. 如申請專利範圍第1項之成分測定裝置(10)，其中，前述成分測定裝置(10)，係為主要測定血液成分當中之血糖值的血糖值測定裝置(10)。