WO2023100536A1 - 測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明によれば、測定装置は、第１の光を発する第１の発光部と、第１の面と、前記第１の面に対向し前記第１の面よりも面積が大きい第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを接続し前記第１の光を前記第２の面に向けて通す第１の壁面と、を有する集光部と、前記第１の面に配置され、前記第２の面から前記生体に照射され前記生体から戻ってきた前記第１の光を受光する受光部と、前記受光部からの出力を受けて前記生体にかかる数値情報を演算する演算部と、を備える。

Description

測定装置

　本発明は、測定装置に関する。

　血液中のグルコース濃度などの生体の数値情報には、採血という手段を用いて測定されるものがある。しかしながら、近年は、採血による患者の肉体的負担や感染症など対する懸念を回避すべく、採血が不要な光学式の測定技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１－６２３３５号公報

　例えば、真皮層の間質液に含まれるグルコースの濃度は、血液中のグルコースの濃度と相関があり、真皮層の間質液に含まれるグルコースの濃度を検出できれば、血液中のグルコースの濃度を推定することができる。光学式の測定技術によれば、グルコースに吸収されやすい特定の波長の光が生体表面に照射される。そして、真皮層を介して皮膚から戻ってきた光の強度に基づいて、真皮層の間質液に含まれるグルコースの濃度が検出される。

　上記の方法によって血液中のグルコースの濃度を求める場合、発光部が発した光の量に対する受光部に入射する生体からの戻り光の量、即ち光の利用効率は、できるだけ大きいことが望まれる。光の利用効率が小さい場合、検出される戻り光の量を所定量以上とするために、発光部および受光部の一方または両方の数を増やすなどコストがかかる措置が必要となるからである。

　本発明は、光の利用効率を向上させた測定装置を提供することを目的とする。

　本発明によれば、測定装置は、第１の光を発する第１の発光部と、第１の面と、前記第１の面に対向し前記第１の面よりも面積が大きい第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを接続し前記第１の光を前記第２の面に向けて通す第１の壁面と、を有する集光部と、前記第１の面に配置され、前記第２の面から前記生体に照射され前記生体から戻ってきた前記第１の光を受光する受光部と、前記受光部からの出力を受けて前記生体にかかる数値情報を演算する演算部と、を備える。

　本発明によれば、光の利用効率を向上させた測定装置を提供することができる。

図１は、グルコースと、皮膚の主要な構成成分であるアルブミンと、による赤外光の吸収特性を説明するための図である。 図２は、生体に照射された光の進路のバリエーションを説明するための模式的な図である。 図３は、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度の皮膚表面での分布を説明するための図である。 図４は、実施形態にかかるグルコース測定装置の構成の一例を示す模式的な図である。 図５は、実施形態にかかる台形プリズムを天面側から見た外観図である。 図６は、実施形態にかかる台形プリズムを図５に示された切断線ＶＩ－ＶＩで切断した断面図である。 図７は、実施形態にかかる台形プリズムを図５に示された切断線ＶＩＩ－ＶＩＩで切断した断面図である。 図８は、実施形態にかかる受光モジュールの構成の一例を示す模式的な図である。 図９は、実施形態にかかる台形プリズムと、その周辺の構成要素と、の配置の関係の一例を説明するための模式的な図である。 図１０は、実施形態にかかる台形プリズムの高さＨと光の利用効率との関係の一例を示す図である。 図１１は、実施形態にかかる台形プリズムと、その周辺の構成要素と、を支持する構造の一例を示す斜視図である。 図１２は、図１１に示された構造を切断線ＸＩＩ－ＸＩＩで切断した断面図である。 図１３は、実施形態にかかるグルコース測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１４は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフードの上面図である。 図１５は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフードの下面図である。 図１６は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフードの側面図である。 図１７は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフードを図１５に示された切断線ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩで切断した断面図である。 図１８は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフードと、その周辺の構成要素と、の配置の関係の一例を説明するための模式的な図である。

　本発明にかかる測定装置は、生体に関する数値情報を測定する光学式の測定装置である。生体に関する数値情報は、例えば、血液中のグルコースの濃度、または脈波などである。生体は、人であってもよいし、家畜など人以外の生体であってもよい。一例として、人の血液中のグルコースの濃度を測定するグルコース測定装置を説明する。なお、本発明にかかる光学式の測定装置は、グルコース測定装置だけに限定されない。例えば、本発明にかかる光学式の測定装置は、生体の脈波を測定する脈波測定装置にも適用可能である。本発明にかかる光学式の測定装置は、腕時計に実装することが可能であるし、腕時計型のデバイスとして構成することも可能である。本発明にかかる光学式の測定装置は、血液に含まれる特定の成分の濃度を測定する測定装置にも適用可能である。

　以下に図面を参照して、実施形態にかかるグルコース測定装置を説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

（実施形態にかかるグルコース測定装置１で使用される光の波長）
　実施形態にかかるグルコース測定装置１は、人体の表皮に対して赤外光を照射して、生体の表皮から戻ってくる光の強度に基づいて血液中のグルコースの濃度を測定する。

　前述したように、真皮層の間質液に含まれるグルコースの濃度と、血液中のグルコースの濃度とは、相関関係がある。そこで、実施形態では、真皮層の間質液に含まれるグルコースの濃度を直接の検出の対象とする。

　真皮層の間質液に含まれるグルコースの濃度を精度よく検出するためには、検出に使用される光は、グルコースに吸収され易い特性を有するだけでなく、表皮を透過して真皮層に伝播できるように、皮膚の構成成分などによって吸収され難い特性を有していることが望ましい。

　図１は、グルコースと、皮膚の主要な構成成分であるアルブミンと、による赤外光の吸収特性を説明するための図である。本図の横軸は、赤外光の波長を示しており、縦軸は、吸光度（Absorbance　:　Abs）を示している。本図から、１５００ｎｍ～１７００ｎｍの帯域（図中の範囲１００）の光が、アルブミンによって吸収され難く、グルコースによって吸収され易いことが読み取れる。

　そこで、１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲から選択された波長の光が、グルコースの検出に使用される。１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲から選択された波長の、グルコースの検出に用いられる光を、第１の光と表記する。

　なお、真皮層は、表皮の直下に存在する。表皮の厚さは、生体の部位毎に異なる場合がある。また、同一の部位であっても、表皮の厚さには個体差が存在する。表皮の厚さの違いが検出値に与える影響を小さくするために、第１の光に加えて、１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲と異なる範囲から選択された波長の光が使用される。この光を、第２の光と表記する。なお、第２の光は、一例では、アルブミンにある程度吸収され、かつアルブミンおよびグルコースの両方に対して平坦な吸収特性を有する、１０００ｎｍ～１４００ｎｍの範囲（図中の範囲１０１）から選択された波長の光である。

（真皮層への入射光の反射について）
　図２は、生体に照射された光の進路のバリエーションを説明するための模式的な図である。ここで照射される光は、例えば１５００ｎｍ～１７００ｎｍの帯域の光である。人体の皮膚は、最も外側を表皮層によって覆われている。真皮層は、表皮層の下に存在する。真皮層のさらに下には、皮下組織が存在する。人体の前腕の場合、表皮層、真皮層、および皮下組織の厚さは、それぞれ、０．２ｍｍ、２ｍｍ、０．９ｍ程度である。

　生体に光２００が照射されると、光２００の一部は、光２０１のように、表皮層の表面において反射される。生体に照射された光２００のうちの残りの光は、表皮層に侵入して、表皮層に侵入した光２０２のうちの一部は、光２０３のように、表皮層内で反射して生体外に戻る。

　表皮層に侵入した光２０２のうちの残りの部分は、表皮層の下の真皮層に侵入する。真皮層に侵入した光２０４のうちの一部は、光２０５や光２０６のように、真皮層内で反射して生体外に戻る。

　真皮層に侵入した光２０４うちの残りの部分は、真皮層の下の皮下組織に侵入する。皮下組織に侵入した光２０７のうちの一部は、光２０８のように、皮下組織内で反射して生体外に戻る。

　反射光、つまり光２０１、光２０３、光２０５、光２０６、および光２０８、のうちの、真皮層内で反射して戻ってくる光である光２０５、光２０６をできるだけ多く集めることができれば、真皮層中のグルコースの濃度を精度よく検出することができる。

　図３は、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度の皮膚表面からの距離に対する分布を説明するための図である。
　本図の横軸は、皮膚表面における光が照射された位置を原点Ｏとした、皮膚表面における原点Ｏからの離間距離を示している。縦軸は、原点Ｏに照射した光の量を１００％とした場合の、例えば光２０５、光２０６のような真皮層内で反射して戻ってきた光子の量の割合を示している。なお、本図は、モンテカルロ法による光伝播のシミュレーションによって得られたものである。光学値としては、一般的な人体の組成の光学値が採用されている。

　図３に示されるように、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度は、原点Ｏにおいて最も強く、原点Ｏから遠ざかるに従って低下する。原点Ｏから３ｍｍだけ離間した位置では、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度がごくわずかとなり、原点Ｏから４ｍｍだけ離間した位置では、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度がほとんどゼロとなる。

　つまり、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度は原点Ｏにおいて最も強くなることと、真皮層内で反射して戻ってくる光は原点Ｏから離間した距離が４ｍｍまでの範囲に分布することがわかる。

　実施形態では、上記の知見を踏まえて、真皮層内で反射して戻ってくる光を効率的に集めることができるように、グルコース測定装置１には、皮膚表面に押し当てられて人体からの戻り光を集める集光部として、台形プリズム（台形プリズム２）が設けられる。台形プリズム２の詳細については後述する。

（実施形態にかかるグルコース測定装置の構成）
　図４は、実施形態にかかるグルコース測定装置１の構成の一例を示す模式的な図である。グルコース測定装置１は、台形プリズム２、第１の発光素子３－１、第２の発光素子３－２、第１の三角プリズム４－１、第２の三角プリズム４－２、受光モジュール５、制御回路６、および表示装置７を備える。

　第１の発光素子３－１は、第１の光を発する。第１の発光素子３－１としては、例えば、赤外光通信の分野で広く使われている、１５５０ｎｍの波長の光を発するレーザダイオードが、第１の発光素子３－１として採用され得る。

　なお、第１の発光素子３－１は、第１の発光部の一例である。１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲１００から選択された波長を発するものであれば、任意の光源が第１の発光部として採用され得る。

　第１の発光素子３－１は、コリメートされた光を発することができるよう、内部にコリメートレンズを備える。なお、コリメートレンズは、第１の発光素子３－１の外部に設けられてもよい。

　第２の発光素子３－２は、第２の光を発する。第２の発光素子３－２としては、例えば、赤外光通信の分野で広く使われている、１３１０ｎｍの波長の光を発するレーザダイオードが、第２の発光素子３－２として採用され得る。

　なお、第２の発光素子３－２は、第２の発光部の一例である。１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲１００と異なる範囲から選択された波長の光を発するものであれば、任意の光源が第２の発光部として採用され得る。

　第２の発光素子３－２は、コリメートされた光を発することができるよう、内部にコリメートレンズを備える。なお、コリメートレンズは、第２の発光素子３－２の外部に設けられてもよい。

　台形プリズム２は、平行な２つの面と、当該平行な２つの面を接続する当該平行な２つの面に対して傾斜した４つの側壁と、を有する、所定の光を透過する媒質で充たされた光学素子である。ここでは、所定の光は、測定に使用される光、即ち第１の光および第２の光である。所定の光を透過する媒質は、例えばガラスまたは透明プラスチックなどの光透過性物質である。台形プリズム２は、集光部の一例であり、第１の光学素子の一例である。

　便宜的に、台形プリズム２が有する平行な２つの面のうちの面積が広いほうの面を、底面と表記する。台形プリズム２が有する平行な２つの面のうちの面積が狭いほうの面を、天面と表記する。なお、台形プリズム２の４つの側壁のうちの測定に使用される光が入射される側壁（後述される側壁２ｃおよび側壁２ｄ）が、平行な２つの面に対して傾斜している限り、他の側壁（後述される側壁２ｅまたは側壁２ｆ）は、平行な２つの面に対して必ずしも傾斜していなくてもよい。当該他の側壁は、平行な２つの面に対して垂直であってもよい。

　グルコース濃度の測定時には、台形プリズム２の底面に人体１５０が押し当てられる。なお、本図の例では、人体１５０は手指であることとしている。台形プリズム２の底面に押し当てられる人体１５０の部位は手指に限定されない。

　第１の三角プリズム４－１および第２の三角プリズム４－２は、三角柱の形状を有する、測定に使用される光を透過する媒質で充たされた光学素子である。第１の三角プリズム４－１および第２の三角プリズム４－２の屈折率は、台形プリズム２の屈折率と等しい。所定の光を透過する媒質は、例えばガラスまたは透明プラスチックなどの光透過性物質である。なお、第１の三角プリズム４－１は、第２の光学素子の一例である。

　第１の発光素子３－１によって発せられた第１の光は、第１の三角プリズム４－１を介して台形プリズム２の側壁の壁面から台形プリズム２に入射し、台形プリズム２の底面に至る。台形プリズム２の底面に人体１５０が押し当てられている場合、台形プリズム２の底面から第１の光が人体１５０に照射され、人体１５０から戻ってきた第１の光が台形プリズム２の底面に入射する。台形プリズム２の入射した人体１５０から戻ってきた第１の光は、台形プリズム２内を多重反射して、または多重反射しないで直接に、台形プリズム２の天面に集光される。

　第２の発光素子３－２によって発せられた第２の光は、第２の三角プリズム４－２を介して台形プリズム２の側壁の壁面から台形プリズム２に入射し、台形プリズム２の底面に至る。台形プリズム２の底面に人体１５０が押し当てられている場合、台形プリズム２の底面から第２の光が人体１５０に照射され、人体１５０から戻ってきた第２の光が台形プリズム２の底面に入射する。台形プリズム２の入射した人体１５０から戻ってきた第２の光は、台形プリズム２内を多重反射して、または多重反射しないで直接に、台形プリズム２の天面に集光される。

　台形プリズム２の天面には、受光モジュール５が配置される。受光モジュール５は受光部の一例である。受光部としては、第１の光および第２の光を共に検出できるものであれば、任意のモジュールが採用され得る。第１の光が１５５０ｎｍの波長の光であり、第２の光が１３１０ｎｍの波長の光である場合、例えば、ＧａＡｓを用いた受光素子を有する受光モジュールが、受光部として採用され得る。

　第１の光または第２の光が台形プリズム２の天面を介して受光モジュール５の受光素子（後述される受光素子５１）に入射すると、受光モジュール５は、入射した光の強度に応じた電気信号を出力する。受光モジュール５から出力された電気信号は、制御回路６に入力される。

　制御回路６は、第１の発光素子３－１、第２の発光素子３－２、および受光モジュール５を駆動して、受光モジュール５によって検出された第１および第２の光の強度に基づいて、生体の血液中のグルコースの濃度を演算する。そのための構成として、制御回路６は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、を備える。

　メモリ１２には、第１の光の強度と、第２の光の強度と、血液中のグルコースの濃度と、の間の対応関係が記録された対応関係情報１３が予め格納されている。

　例えば、血液中のグルコースの濃度が高いほど、グルコースによる第１の光の吸収量が増加する。対応関係情報１３には、第１の光の吸収量が大きいほど、つまり第１の光の強度が弱いほど、血液中のグルコースの濃度が高くなるように、第１の光の強度と、血液中のグルコースの濃度と、の間の関係が定められている。

　また、皮膚（特に表皮層）が厚いほど、アルブミンによる第１の光および第２の光の吸収量が増加する。対応関係情報１３には、皮膚（特に表皮層）による第１の光のロスを補正する意味で、第２の光の吸収量が多いほど、つまり第２の光の強度が弱いほど、血液中のグルコースの濃度が低くなるように、第２の光の強度と、血液中のグルコースの濃度と、の間の関係が定められている。

　なお、第１の光の強度と、第２の光の強度と、血液中のグルコースの濃度と、の間の関係は、例えば、実験によって求められる。一例では、多数の被験者に対し、採血による血液中のグルコースの濃度の測定と、第１の光の強度の検出と、第２の光の強度の検出と、を実施し、検出された血液中のグルコースの濃度と、検出された第１の光の強度と、検出された第２の光の強度と、の関係を調査・解析することによって、対応関係情報１３が生成され、メモリ１２に格納されてもよい。

　なお、対応関係情報１３は、計算によって求められてもよい。

　プロセッサ１１は、第１の発光素子３－１と、第２の発光素子３－２と、をそれぞれ異なるタイミングで発光させ、受光モジュール５から出力される、第１の光の強度を示す信号と、第２の光の強度を示す信号と、を取得する。そして、プロセッサ１１は、取得した各信号と、対応関係情報１３と、に基づいて血液中のグルコースの濃度を演算する。

　なお、プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）によって構成されてもよいし、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）またはＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）などを利用したハードウェア（回路）によって実現されてもよい。

　また、制御回路６は、受光モジュール５からの信号を増幅するアンプ回路や信号をデジタル値に変換するアナログ－デジタル変換回路などを適宜備えることができる。

　制御回路６は、演算によって得られた血液中のグルコースの濃度を、測定結果として表示装置７に送る。

　表示装置７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）またはＯＥＬＤ（Organic　Electroluminescent　Display）等である。表示装置７は、制御回路６から送られてきた血液中のグルコースの濃度を、使用者が視認可能な態様で表示する。表示装置７は、当該濃度を、数値情報として表示してもよいし、グラフやバーなどによって表示してもよい。

　なお、グルコース測定装置１は、必ずしも表示装置７を備えていなくてもよい。グルコース測定装置１は、表示装置７に替えて、スピーカを備え、血液中のグルコースの濃度をスピーカによって音声情報として出力してもよい。

　また、グルコース測定装置１は、パーソナルコンピュータなどの外部機器に接続可能な有線または無線のインタフェースを備え、制御回路６は、演算によって得た血液中のグルコースの濃度を当該インタフェースを介して外部機器に出力してもよい。

（実施形態にかかる台形プリズム２の構成と台形プリズム２の周囲の構成要素の配置）
　図５は、実施形態にかかる台形プリズム２を天面側から見た外観図である。図６は、実施形態にかかる台形プリズム２を図５に示された切断線ＶＩ－ＶＩで切断した断面図である。図７は、実施形態にかかる台形プリズム２を図５に示された切断線ＶＩＩ－ＶＩＩで切断した断面図である。これらの図を参照して、台形プリズム２の形状を説明する。なお、これらの図および以降のいくつか図において、台形プリズム２の底面から天面に向かう方向をＺ方向として扱う。Ｚ方向に直交し、台形プリズム２の底面（および天面）の或る辺に平行な向きをＸ方向として扱う。Ｚ方向およびＸ方向に直交し、台形プリズム２の底面（および天面）の別の辺に平行な向きをＹ方向として扱う。

　面２ａは受光モジュール５が配置される天面であり、面２ｂは人体１５０に押し当てられる底面である。以降、面２ａを天面２ａ、面２ｂを底面２ｂと表記する。面２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆは側壁である。面２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆを、側壁２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆと表記する。側壁２ｃには、第１の光が入射する。側壁２ｄには、第２の光が入射する。

　なお、天面２ａは、集光部の第１の面の一例であり、第１の光学素子の第１の面の一例である。底面２ｂは、集光部の第２の面の一例であり、第１の光学素子の第２の面の一例である。側壁２ｃ、２ｄは、集光部の壁面の一例である。側壁２ｃは、第１の光学素子の第３の面の一例である。

　発明者が行ったシミュレーションによると、底面の面積が、光の照射位置を中心とした直径８ｍｍの範囲を超えると、真皮層内からの反射光はゼロになり、直径８ｍｍ以上の反射光を集光しても、光の有効利用ができないことがわかった。このため、例えば、底面２ｂの寸法、つまり底面２ｂのＸ方向の長さＬｂｘおよび底面２ｂのＹ方向の長さＬｂｙを共に８ｍｍとすることで、底面２ｂは、真皮層内で反射して戻ってくる光を余すことなく受けることができる。

　底面２ｂのＸ方向の長さＬｂｘは、天面２ａのＸ方向の長さＬｔｘよりも長く、底面２ｂのＹ方向の長さＬｂｙは、天面２のＹ方向の長さＬｔｙの長さよりも長い。つまり、台形プリズム２は、受光モジュール５が配置される天面２ａから人体１５０に押し当てられる底面２ｂに向かって断面が拡大される形状を有する。よって、台形プリズム２は、底面２ｂから入射した人体１５０から戻ってきた光を多重反射などによって天面２ａに集光できる。

　前述されたように、天面２ａには、受光モジュール５が配置される。

　図８は、実施形態にかかる受光モジュール５の構成の一例を示す模式的な図である。

　図８に示される例によれば、受光モジュール５は、受光素子５１と回路５２とを樹脂５３で封止した構成を有する。例えば、受光素子５１はフォトダイオードであり、回路５２は、受光素子５１を駆動・演算回路が1チップで構成されたＩＣであって、受光素子５１の受光面側にガラス板などの透明板が設けられ、ガラス板の表面が露出されて樹脂５３で一体モールドしたものである。

　受光素子５１は受光モジュール５の或る面に露出し、回路５２は受光素子５１が露出する側とは反対側に配置されている。受光素子５１またはガラス板が露出した部分が天面２ａに対向するように、受光モジュール５が配置される。つまり、図８は、受光モジュールの当接面を見た図である。つまり、配置された状態の受光モジュール５をＺ方向負側から見た図である。

　受光素子５１は、第１の光および第２の光を光電変換によって電気エネルギーに変換する。受光素子５１は、例えばＧａＡｓによって構成される。回路５２は、受光素子５１から電気エネルギーを取得し、取得した電気エネルギーを電気信号として出力する。これによって、受光モジュール５は、受光した光の強度に応じた電気信号を出力できる。なお、Ｓｉ半導体の光ＩＣで代用しても良い。

　台形プリズム２の天面２ａに集められ天面２ａから出射される光を余すことなく検出するために、受光モジュール５は、受光面つまり受光素子５１が台形プリズム２の天面２ａを覆うように配置される。例えば、或る辺の長さＬｒ１が天面２ａのＸ方向の長さＬｔｘ以上であり、別の辺の長さＬｒ２が天面２ａのＹ方向の長さＬｔｙ以上である受光素子５１を有する受光モジュール５がグルコース測定装置１の受光部として選択される。そして、Ｌｒ１の長さを有する辺がＸ方向に平行となり、Ｌｒ２の長さを有する辺がＹ方向に平行となるように、台形プリズム２の天面２ａ側に受光モジュール５が配置されることで、台形プリズム２の天面２ａが受光素子５１で覆われる。

　一般に、受光モジュールは、受光面の面積が小さいほうが、入射した光に対する反応速度に優れ、かつ安価である。実施形態では、天面２ａは、面積の点で底面２ｂよりも小さい。よって、設計者は、面積が小さい受光素子を有する、コストおよび反応速度の点で優れた受光モジュールをグルコース測定装置１の受光部として選択することができる。

　なお、設計者は、受光面の面積ができるだけ小さい受光モジュールをグルコース測定装置１の受光部として選択し、底面２ｂの寸法と、選択した受光モジュールの受光素子の寸法と、に応じて天面２ａの寸法を決定してもよい。

　図９は、実施形態にかかる台形プリズム２と、その周辺の構成要素と、の配置の関係の一例を説明するための模式的な図である。図９において、１０００－１は、第１の発光素子３－１から発せられた第１の光の光路を示し、１０００－２は第２の発光素子３－２から発せられた第２の光の光路を示す。

　前述されたように、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度は、光の照射位置において最も強く、光の照射位置から遠ざかるに従って低下する。よって、第１の光および第２の光が、底面２ｂにおける天面２ａの正面の領域３００の中心の位置４００から人体１５０に出射されるよう、第１の発光素子３－１および第２の発光素子３－２の姿勢が決められている。底面２ｂが人体１５０に押し付けられたとき、位置４００から人体１５０に出射された光は、位置４００から強く戻ってくる。受光モジュール５は、光が強く戻ってくる位置４００の真正面に位置するので、人体１５０からの戻り光を多く受光することができる。

　光が物体に入射するとき、当該物体の表面において当該光が反射することによってロスが生じる。入射時にロスする光の量は、光と物体の表面とが成す角度が垂直から乖離するほど大きくなる。

　第１の光が入射する側壁２ｃには、第１の光の反射によるロスを抑制するために第１の三角プリズム４－１が配置される。具体的には、第１の三角プリズム４－１の３つの側壁のうちの或る壁面４－１ａに第１の光が垂直に入射し、第１の三角プリズム４－１の３つの側壁のうちの別の壁面４－１ｂが側壁２ｃに密着するよう、第１の三角プリズム４－１の形状および配置位置が定められている。第１の三角プリズム４－１の屈折率は、台形プリズム２の屈折率と等しい。壁面４－１ｂと側壁２ｃとは、例えば接着剤によって互いに接続される。そのような場合、接着剤の屈折率は、台形プリズム２および第１の三角プリズム４－１の屈折率と等しい。

　よって、第１の光は、第１の三角プリズム４－１の壁面４－１ａに垂直に入射し、その後、壁面４－１ｂと側壁２ｃとの境界を直進して、位置４００から人体１５０に出射される。

　なお、第１の三角プリズム４－１は、第２の光学素子の一例である。壁面４－１ａは、第４の面の一例である。壁面４－１ｂは、第５の面の一例である。

　第２の光が入射する側壁２ｄには、第２の光の反射によるロスを抑制するために第２の三角プリズム４－２が配置される。具体的には、第２の三角プリズム４－２の３つの側壁のうちの或る壁面４－２ａに第１の光が垂直に入射し、第２の三角プリズム４－２の３つの側壁のうちの別の壁面４－２ｂが側壁２ｄに密着するよう、第２の三角プリズム４－２の形状および配置位置が定められている。第２の三角プリズム４－２の屈折率は、台形プリズム２の屈折率と等しい。壁面４－２ｂと側壁２ｄとは、例えば接着剤によって互いに接続される。そのような場合、接着剤の屈折率は、台形プリズム２および第２の三角プリズム４－２の屈折率と等しい。

　よって、第２の光は、第２の三角プリズム４－２の壁面４－２ａに垂直に入射し、その後、壁面４－２ｂと側壁２ｄとの境界を直進して、位置４００から人体１５０に出射される。

　台形プリズム２の高さＨ、つまり底面２ｂと天面２ａとの間隔は、台形プリズム２の加工性と光の利用効率とに基づいて決定される。光の利用効率は、発光素子（第１の発光素子３－１または第２の発光素子３－２）が発する光の強度に対する受光素子５１に入射する光の強度の割合である。

　図１０は、実施形態にかかる台形プリズム２の高さＨと光の利用効率との関係の一例を示す図である。本図からは、高さＨができるだけ低いほうが光の利用効率が良いことが読み取れる。このため、高さＨは４ｍｍ以下が好ましい。ただし、高さＨが低すぎると、位置決めが難しくなるので、例えば、高さＨを２ｍｍ以上とすることが好ましい。

　なお、高さＨが低いほど、底面２ｂに対する各発光素子３－１、３－２の光軸が成す角度が鋭角になり、その結果として、側壁２ｃ、２ｄへの各光の入射角度が垂直から乖離する。しかしながら、実施形態では、第１の三角プリズム４－１および第２の三角プリズム４－２によって、光学素子の媒質（即ち台形プリズム２および各三角プリズム４－１、４－２の媒質）への各光の入射角度が垂直にされる。よって、高さＨが低くされることによって側壁２ｃ、２ｄへの各光の入射角度が垂直から乖離しても、各光が光学素子の媒質に入射する際の反射によるロスが抑制される。このため、台形プリズム２の高さＨを低くできる。前述したように、光の利用効率の点では高さＨが低いほどよいため、三角プリズムを採用することで、より光の利用効率を高めることができる。

　図１１は、実施形態にかかる台形プリズム２と、その周辺の構成要素と、を支持する構造の一例を示す斜視図である。図１２は、図１１に示された構造を切断線ＸＩＩ－ＸＩＩで切断した断面図である。

　図１１および図１２に示されるように、台形プリズム２、第１の三角プリズム４－１、第２の三角プリズム４－２、第１の発光素子３－１、第２の発光素子３－２、および受光素子５１は、グルコース測定装置１が備える台座８に固定される。台座８には、Ｘ方向に延びる溝８２が設けられ、溝８２のＸ方向中央の底部には台形プリズム２が嵌め込まれる。

　台形プリズム２には、第１の三角プリズム４－１、第２の三角プリズム４－２、および受光モジュール５が取り付けられている。

　台座８の、溝８２の端よりもＸ方向負側には、第１の斜面８１－１が設けられる。第１の発光素子３－１の胴部は、第１の金具９－１によって摺動不可能に支持され、第１の金具９－１は、ねじ１０によって第１の斜面８１－１に固定される。よって、第１の発光素子３－１から発せられる第１の光が第１の三角プリズム４－１を介して台形プリズム２に入射するよう、第１の発光素子３－１の姿勢が固定される。

　第１の発光素子３－１の先端の一部が、溝８２の底部の位置８３に当接する。よって、第１の発光素子３－１は、第１の金具９－１と、溝８２の底部と、によって強固に位置決めされる。

　同様に、台座８の、溝８２の端よりもＸ方向正側には、第２の斜面８１－２が設けられる。第２の発光素子３－２の胴部は、第２の金具９－２によって摺動不可能に支持され、第２の金具９－２は、ねじ１０によって第２の斜面８１－２に固定される。よって、第２の発光素子３－２から発せられる第２の光が第２の三角プリズム４－２を介して台形プリズム２に入射するよう、第２の発光素子３－２の姿勢が固定される。

　なお、第２の発光素子３－２に関しても、先端の一部が溝８２の底部に当接する。よって、第２の発光素子３－２は、第２の金具９－２と、溝８２の底部と、によって強固に位置決めされる。

（実施形態にかかるグルコース測定装置１の動作）
　図１３は、実施形態にかかるグルコース測定装置１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御回路６（より詳しくはプロセッサ１１）は、第１の発光素子３－１を発光させる（Ｓ１）。第１の発光素子３－１を発光させている期間に、制御回路６は、受光モジュール５から出力された電気信号を取得する（Ｓ２）。これによって、制御回路６は、生体の表面に照射されて戻ってきた第１の光の強度を取得することができる。

　続いて、制御回路６は、第１の発光素子３－１の発光を停止して、第２の発光素子３－２を発光させる（Ｓ３）。第２の発光素子３－２を発光させている期間に、制御回路６は、受光モジュール５から出力された電気信号を取得する（Ｓ４）。これによって、制御回路６は、生体の表面に照射されて戻ってきた第２の光の強度を取得することができる。

　続いて、制御回路６は、Ｓ２の処理によって得られた第１の光の強度を示す信号と、Ｓ４の処理によって得られた第２の光の強度を示す信号と、メモリ１２に格納されている対応関係情報１３と、に基づいて血液中のグルコースの濃度を演算する（Ｓ５）。

　そして、制御回路６は、演算によって得られた血液中のグルコースの濃度を表示装置７に出力し（Ｓ６）、グルコース測定装置１の動作が終了する。

（集光部のバリエーション）
　グルコース測定装置１に適用可能な集光部は、台形プリズム２だけに限定されない。以下に集光部のバリエーションについて述べる。

　例えば、集光部として測定に使用される光を透過する媒質で充たされた光学素子が適用される場合、集光部の底面の形状は、矩形に限定されない。集光部の底面の形状は、位置４００を中心とする円形であってもよい。光が入射せしめられる側壁２ｃ、側壁２ｄは、平面でなくてもよい。光が入射せしめられる側壁２ｃ、側壁２ｄは、曲面であってもよい。側壁２ｃ、側壁２ｄが曲面で構成される場合、測定に使用される光が入射される部分に平面が設けられてもよい。

　集光部の底面の形状が矩形である場合、集光部の底面の寸法は、必ずしも８ｍｍ角の正方形でなくてもよい。集光部の底面の各辺の長さは、８ｍｍと等しくなくてもよい。少なくとも底面の面積が天面の面積よりも大きければ、底面に入射した戻り光を天面に集光することが可能である。

　さらに、集光部は、光を透過する媒質で充たされた光学素子に限定されない。例えば、集光部は、貫通孔を有するフードであってもよい。

　図１４は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフード２０の上面図である。図１５は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフード２０の下面図である。図１６は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフード２０の側面図である。図１７は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフード２０を図１５に示された切断線ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩで切断した断面図である。

　フード２０は、第１の開口部２０ａと、第２の開口部２０ｂと、第１の開口部２０ａと第２の開口部２０ｂとを接続する貫通孔２２と、を備える。第１の開口部２０ａおよび第２の開口部２０ｂは、ともに矩形である。

　第１の開口部２０ａの開口面積は、第２の開口部２０ｂの開口面積よりも小さい。第１の開口部２０ａは、台形プリズム２の天面２ａと同様、受光素子５１によって覆われる。第２の開口部２０ｂの寸法は、人体１５０に照射され戻ってくる光をできるだけ多く受けることができるよう、台形プリズム２の底面２ｂと同様の基準で決定される。

　貫通孔２２は、内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを有する。内壁２０ｃには、第１の発光素子３－１から発せられた第１の光を通す貫通孔２１－１が設けられる。内壁２０ｄには、第２の発光素子３－２から発せられた第２の光を通す貫通孔２１－２が設けられる。

　フード２０は、金属、ガラス、または樹脂などの、固体材料で構成される。フード２０の内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、測定で使用される光を反射する構造を有する。例えばフード２０が金属で構成される場合、フード２０の内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、鏡面に加工される。フード２０が金属以外の材料で構成される場合、フード２０の内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、アルミニウムまたは金など反射する材料で鏡面構造にされる。なお、フード２０の内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆに施された光を反射する構造の例はこれらに限定されない。

　図１８は、実施形態にかかる集光部の別の例としてのフード２０と、その周辺の構成要素と、の配置の関係の一例を説明するための模式的な図である。図１８において、１０００－１は、第１の発光素子３－１から発せられた第１の光の光路を示し、１０００－２は第２の発光素子３－２から発せられた第２の光の光路を示す。

　図１８に示されるように、第１の光および第２の光が、第２の開口部２０ｂにおける第１の開口部２０ａの正面の領域３０１の中心の位置４０１から人体１５０に出射されるよう、第１の発光素子３－１および第２の発光素子３－２の姿勢と、貫通孔２１－１、２１－２の位置および方向と、が決められている。

　第２の開口部２０ｂに人体１５０が押し当てられた場合、位置４０１において人体１５０に照射され、真皮層内で反射して戻ってくる光の強度は、位置４０１において最も強くなる。第２の開口部２０ｂにおける第１の開口部２０ａの正面の領域３０１の中心の位置４０１で戻り光の強度が最大となるので、位置４０１の真正面に設けられた受光モジュール５は、戻り光を多く受光することが可能である。

　このように、内壁に光を反射する構造を有する貫通孔が設けられたフードを集光部として適用することが可能である。

　なお、集光部としてのフードが有する各開口部は矩形に限定されない。集光部としてのフードの２つの開口部のうちの少なくとも一つは、円形であってもよい。

　上記したフード２０に関し、第１の開口部２０ａは、集光部の第１の面の一例である。第２の開口部２０ｂは、集光部の第２の面の一例である。内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、集光部の壁面の一例である。貫通孔２２は、集光部の第１の貫通孔の一例である。貫通孔２１－１は、集光部の第２の貫通孔の一例である。

　このように、実施形態にかかる集光部は、種々に変形され得る。

（使用される光のバリエーション）
　以上に述べた説明では、グルコース測定装置１は、第１の光および第２の光を人体１５０に照射し、第１の光の戻り光の強度および第２の光の戻り光の強度に基づいて血液中のグルコースの濃度を測定した。

　グルコース測定装置１は、第１の光のみに基づいて血液中のグルコースの濃度を測定するよう、構成されてもよい。つまり、グルコース測定装置１から第２の発光素子３－２および第２の三角プリズム４－２を省略することが可能である。フード２０が集光部として適用される場合、貫通孔２１－２を省略することが可能である。

　また、グルコース測定装置１は、第１の光および第２の光を含む３以上の光を照射可能に構成されてもよい。例えば、側壁２ｅまたは側壁２ｆから別の発光素子によって発せられた光が入射されるよう、グルコース測定装置１が構成されてもよい。フード２０が集光部として適用される場合、内壁２０ｅまたは内壁２０ｆに別の発光素子によって発せられた光を通す貫通孔が設けられてもよい。

　また、グルコース測定装置１では、第１の光の波長は、グルコースに吸収され易い特性を有している限り、１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲から選択される波長に限定されない。また、第２の光の波長は、グルコース以外の人体１５０の主要な構成成分にある程度吸収され、かつ当該構成成分およびグルコースの両方に対して平坦な吸収特性を有する波長である限り、１０００ｎｍ～１４００ｎｍの範囲から選択される波長に限定されない。

　また、グルコース測定装置１において複数の光が使用される場合、同波長の２以上の光を異なる壁面または内壁から人体１５０に照射するよう、グルコース測定装置１が構成されてもよい。

　以上述べたように、実施形態にかかる測定装置としてのグルコース測定装置１は、第１の光を発する第１の発光部としての第１の発光素子３－１と、第１の面としての天面２ａと、第１の面に対向し第１の面よりも面積が大きい第２の面としての底面２ｂと、第１の面と第２の面とを接続し第１の光を第２の面に向けて通す第１の壁面としての側壁２ｃと、を有する集光部としての台形プリズム２と、第１の面に配置され、第２の面から生体に照射され生体から戻ってきた第１の光を受光する受光部としての受光モジュール５と、受光部からの出力を受けて生体にかかる数値情報を演算する演算部としての制御回路６と、を備える。

　例えば特許文献１に記載される技術によれば、照射位置と、人体からの戻り光を受ける位置と、が離間している。よって、照射位置に強く戻ってくる光を受けることができず、光の利用効率が低い。

　これに対し、実施形態によれば、第２の面としての底面２ｂは、照射位置において強く戻ってくる光を受けることができるので、高い光の利用効率を得ることができる。

　また、実施形態によれば、第１の面としての天面２ａではなく壁面としての側壁２ｃから集光部としての台形プリズム２に第１の光が入射するよう構成されている。よって、天面２ａを覆うように受光モジュール５を配置することができる。天面２ａを覆うように受光モジュール５を配置することで、天面２ａに集光され天面２ａから出射された光を余すことなく検出することができる。よって、光の利用効率をさらに向上させることが可能である。

　さらに、実施形態によれば、第２の面としての底面２ｂにおける第１の面としての天面２ａの正面の領域３００の中心の位置４００から第１の光が出射される。

　光が強く戻ってくる位置４００の真正面に受光モジュール５が配置されるので、光の利用効率をさらに向上させることが可能である。

　なお、測定に用いられる光が射出される位置が領域３００の中心からずれていてもよい。たとえ光が射出される位置が領域３００の中心からずれていても、光が射出される位置が領域３００内にあれば、人体１５０から強く戻ってくる光を受光モジュール５で受光することが可能である。

　また、光が射出される位置が領域３００からずれていてもよい。たとえ光が射出される位置が領域３００からずれていたとしても、人体１５０から強く戻ってくる光は多重反射によって第１の面としての天面２ａに集められ、受光モジュール５は天面２ａから受光することが可能である。

　なお、台形プリズム２は、集光部の一例であり、第１の面としての天面２ａと、第２の面としての底面２ｂと、第１の壁面としての側壁２ｃと、を備えた、測定に用いられる光を通す媒質で充たされた第１の光学素子の一例でもある。第１の光学素子が集光部として適用される場合、実施形態にかかる測定装置としてのグルコース測定装置１は、第１の光学素子と同じ屈折率を有する媒質で充たされた第２の光学素子としての第１の三角プリズム４－１をさらに備える。第２の光学素子としての第１の三角プリズム４－１は、第１の光を垂直に受ける第４の面としての壁面４－１ａと、第３の面としての側壁２ｃに接触し、第４の面としての壁面４－１ａに受けた第１の光を第３の面としての側壁２ｃに通す第５の面としての壁面４－２ｂと、を備える。

　よって、第１および第２の光学素子の媒質に測定に用いられる光が入射する際の反射による光のロスの量を抑制することが可能である。反射による光のロスが抑制されるので、光の利用効率をさらに向上させることが可能である。

　なお、集光部は、第１の面としての第１の開口部２０ａと、第２の面としての第２の開口部２０ｂと、第１の壁面としての内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆと、を備えたフード２０であってもよい。集光部としてのフード２０の内壁２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、測定に用いられる光を反射する構造を有し、第１の光を通す第２の貫通孔としての貫通孔２１－１を内壁２０ｃに有する。

　さらに、実施形態にかかる測定装置としてのグルコース測定装置１は、第２の光を発する第２の発光部としての第２の発光素子３－２を備える。集光部の壁面は、台形プリズム２の場合は透過によって、フード２０の場合は貫通孔２１－２によって、第２の光を第２の面に向けて通す。受光部としての受光モジュール５は、第２の面から人体１５０に照射され人体１５０から戻ってきた第２の光を受光するよう、構成されている。

　よって、例えば、１５００ｎｍ～１７００ｎｍの範囲から選択された波長の光が第１の光として使用され、１０００ｎｍ～１４００ｎｍの範囲から選択された波長の光が第２の光として使用された場合、皮膚の構成成分であるアルブミンによる光の吸収の影響を低減した、精度の高いグルコースの濃度の測定が可能となる。なお、前述されたように、第１の光および第２の光はこれらに限定されない。

　また、本発明にかかる光学式の測定装置は、脈波を測定する脈波測定装置に適用され得る。そのような場合、例えば第１の光としてヘモグロビンに吸収されやすい緑色光が使用され得る。なお、脈波測定装置で使用される第１の光はこれに限定されない。脈波測定装置は、波長が異なる、または波長が同じ２以上の光を人体１５０に照射するよう構成されてもよい。

　本発明にかかる光学式の測定装置は、腕時計に実装することが可能であるし、腕時計型のデバイスとして構成することも可能である。本発明にかかる光学式の測定装置は、血液に含まれる特定の成分の濃度を測定する測定装置にも適用可能である。

　本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

　１　グルコース測定装置、２　台形プリズム、２ａ　天面、２ｂ　底面、２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ　側壁、３－１　第１の発光素子、３－２　第２の発光素子、４－１　第１の三角プリズム、４－１ａ，４－１ｂ　壁面、４－２　第２の三角プリズム、４－２ａ，４－２ｂ　壁面、５　受光モジュール、６　制御回路、７　表示装置、８　台座、９－１　第１の金具、９－２　第２の金具、１１　プロセッサ、１２　メモリ、１３　対応関係情報、２０　フード、２０ａ　第１の開口部、２０ｂ　第２の開口部、２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ　内壁、２１－１，２１－２，２２　貫通孔、５１　受光素子、５２　回路、５３　樹脂、８１－１　第１の斜面、８１－２　第２の斜面、８２　溝、８３　位置、１００，１０１　範囲、１５０　人体、２００－２０８　光、３００，３０１　領域、４００，４０１　位置。

Claims (14)

1. 　第１の光を発する第１の発光部と、
   　第１の面と、前記第１の面に対向し前記第１の面よりも面積が大きい第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを接続し前記第１の光を通す壁面と、を有する集光部と、
   　前記第１の面に配置され、前記第２の面から生体に照射され前記生体から戻ってきた前記第１の光を受光する受光部と、
   　前記受光部からの出力を受けて前記生体にかかる数値情報を演算する演算部と、
   を備える測定装置。
2. 　前記第２の面における前記第１の面の正面の領域から前記第１の光が出射される、
   　請求項１に記載の測定装置。
3. 　前記第２の面における前記領域の中心から前記第１の光が出射される、
   　請求項２に記載の測定装置。
4. 　前記集光部は、前記第１の面と、前記第２の面と、前記壁面である第３の面と、を備えた、前記第１の光を通す第１の媒質で充たされた第１の光学素子である、
   　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置。
5. 　前記第１の光を垂直に受ける第４の面と、前記第３の面に接触し、前記第４の面に受けた前記第１の光を前記第３の面に通す第５の面と、を備え、前記第１の媒質と同じ屈折率を有する第２の媒質で充たされた第２の光学素子をさらに備える、
   　請求項４に記載の測定装置。
6. 　前記集光部は、前記第１の面である第１の開口部と、前記第２の面である第２の開口部と、前記第１の開口部から前記第２の開口部まで貫通する第１の貫通孔と、前記壁面である前記第１の貫通孔の内壁と、を備え、
   　前記内壁は、前記第１の光を反射する構造を有し、前記第１の光を通す第２の貫通孔を前記内壁に有する、
   　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置。
7. 　第２の光を発する第２の発光部をさらに備え、
   　前記壁面は、前記第２の光を前記第２の面に向けて通し、
   　前記受光部は、前記第２の面から前記生体に照射され前記生体から戻ってきた前記第２の光をさらに受光する、
   　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置。
8. 　前記第２の光の波長は前記第１の光の波長と異なる、
   　請求項７に記載の測定装置。
9. 　前記数値情報は、血液中のグルコースの濃度である、
   　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置。
10. 　前記数値情報は、脈波である、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置。
11. 　底面と、前記底面よりも面積の少ない上面と、前記上面と前記底面との間に延在し、前記底面と鋭角を成す平坦な傾斜面を有する第１の傾斜面を有する外部側面を有する第１のプリズムと、
    　第１の側面が前記第１のプリズムの第１の傾斜面と面接合し、前記第１の側面と角を成す第２の側面が、前記鋭角の角度を超えて設定される第１の三角プリズムと、
    　前記第１の三角プリズムの前記第２の側面との光路が垂直あるいは垂直近傍に配置され、光が第１の三角プリズムを通過して、前記第１のプリズムに入射させる第１の光学素子と、
    　前記第１のプリズムの上面を、受光面が覆われた受光素子を有する受光モジュールと、
    　を有する測定装置。
12. 　前記第１のプリズムの上面と底面は矩形をなし、第１の傾斜面と向き合って第２の傾斜面を有し、前記第２の傾斜面に設置された第２の三角プリズムと、
    　前記第２の三角プリズムの第２の側面に、前記鋭角の角度を超えて入射される光路を持つ第２の発光素子と、
    　を有する請求項１１に記載の測定装置。
13. 　前記光路と前記三角プリズムの第２の側面が垂直と成る様に設定された請求項１２に記載の測定装置が埋め込まれた腕時計または腕時計型の測定装置。
14. 　平面視で長方形の溝が形成された台座と、
    　前記第１のプリズムと前記第１の三角プリズムが一体となり、前記第１の三角プリズムの第２の側面が前記長方形の短辺側に配置されて前記溝に嵌合されたプリズムモジュールと、
    　前記溝の短辺の外側に対応する前記台座に、前記第１の発光素子の胴部が傾いて設けられ、前記第１の発光素子の先端部が前記台座に当接されて固定される請求項１１に記載の測定装置。

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