JP2008113891A - Optical measurement unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学測定ユニットに係り、特に非侵襲、小型化で測定精度が高い光学測定ユニットに関する。 The present invention relates to an optical measurement unit, and more particularly to an optical measurement unit that is non-invasive, downsized, and has high measurement accuracy.
被測定部位の内部の特定成分(例えば糖分)を検出する方法として、侵襲法と非侵襲法がある。非侵襲で測定する方法の一例として、近赤外光を用いる等して光学的に測定する方法が知られている。 There are an invasive method and a non-invasive method as a method for detecting a specific component (for example, sugar) inside the measurement site. As an example of a non-invasive measurement method, a method of optical measurement using near infrared light is known.
以下特定成分の光学的な測定方法の一例として、血中のグルコース濃度(血糖値)の測定方法を例に説明する。 Hereinafter, a blood glucose concentration (blood glucose level) measurement method will be described as an example of an optical measurement method for a specific component.
血中のグルコース濃度(血糖値)を測定するには、近赤外光のグルコースによる吸収量の差異を検出する方法がある。具体的には、近赤外光をある部位において透過させ、その透過光量から血糖値の測定とする方法である。その方法として、最も有用な部位として、指先などが考えられている(例えば特許文献1、特許文献2参照。)。
光学的に血糖値の測定を行う場合には、上記の如く被測定部位に対して透過光を使用する方法や、反射光を利用する方法があり、いずれもグルコースによる光の吸収量を測定し、血糖値を算出している。しかし、グルコースの光の吸収量は非常に小さいため、特に自身の光量が小さい反射光(拡散反射光)による方法では、非常に高感度な測定が要求される。 When measuring blood glucose level optically, there are a method of using transmitted light and a method of using reflected light as described above, both of which measure the amount of light absorbed by glucose. The blood sugar level is calculated. However, since the amount of absorbed light of glucose is very small, particularly highly sensitive measurement is required in the method using reflected light (diffuse reflected light) with a small amount of light.
それに対して透過光を使用する方法では、透過される光を直接扱うことができるため、光の使用効率が高く、比較的容易に血糖値を検出することが可能である。しかし、光を透過させるため、被測定部位がどこであっても同様な測定ができるというわけではない。例えば、ある程度の測定感度(測定精度)を得るためには、被測定部位としてある程度の厚みがある部位にて測定する必要がある。 On the other hand, in the method using transmitted light, since the transmitted light can be directly handled, the light use efficiency is high, and the blood sugar level can be detected relatively easily. However, since light is transmitted, the same measurement cannot be performed regardless of the measurement site. For example, in order to obtain a certain degree of measurement sensitivity (measurement accuracy), it is necessary to measure at a part having a certain thickness as a part to be measured.
しかし、ある程度の厚さがある部位では、その中には、骨などの光を透過しにくい組織や、太い血管が存在する可能性がある。透過光はグルコース以外の血中成分(具体的にはヘモグロビン)の影響を強く受けるため、太い血管が存在する部位での測定は好ましくない。そのため、測定精度及び再現性が確保できない可能性がある。 However, in a portion having a certain thickness, there may be a tissue such as a bone that does not transmit light or a thick blood vessel. Since transmitted light is strongly influenced by blood components other than glucose (specifically, hemoglobin), measurement at a site where a thick blood vessel is present is not preferable. Therefore, measurement accuracy and reproducibility may not be ensured.
また従来では、指先などを被測定部位として利用していたが、指先であっても、骨や太い血管が内在する可能性があり、また、指先では表面の曲率が高く、測定位置が安定しないために、再現性が低下する問題があった。 Conventionally, a fingertip or the like has been used as a measurement site, but even a fingertip may contain bones or thick blood vessels, and the fingertip has a high surface curvature and the measurement position is not stable. For this reason, there is a problem that the reproducibility is lowered.
すなわち、測定精度を確保するためには、毛細血管での測定が可能な部位であり、骨などが内在しない部位である必要がある。しかし、このような被測定部位の場合、光が透過する組織の厚さは薄いものとなる。従って、その薄い組織に測定するための光を照射した場合、その光がグルコースによって吸収される確率が低くなる可能性があり、測定感度の低下を招く問題があった。 In other words, in order to ensure measurement accuracy, it is necessary to be a site that can be measured with capillaries and that does not contain bones. However, in the case of such a region to be measured, the thickness of the tissue through which light passes is thin. Therefore, when the thin tissue is irradiated with light for measurement, there is a possibility that the probability of the light being absorbed by glucose may be lowered, leading to a problem of a decrease in measurement sensitivity.
本発明は、上記した問題点を解決することにある。 The present invention is to solve the above-described problems.
本発明は上述した諸々の事情に鑑み成されたもので、第1に、近赤外レーザ光を被測定部位に透過させることにより該被測定部位の内部における糖分を測定する光学測定ユニットであって、第1挟持片と第2挟持片とにより前記被測定部位を挟持する測定部と、前記糖分による吸収率が高い前記近赤外レーザ光を出射光として前記第1挟持片から前記被測定部位に出射する発光部と、反射により前記出射光の一部を前記被測定部位内に複数回透過させる反射手段と、前記被測定部位を透過した前記出射光の一部を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づき前記出射光の前記被測定部位における透過量を算出し、前記糖分に換算する制御部と、を具備することにより解決するものである。 The present invention has been made in view of the various circumstances described above. First, it is an optical measurement unit that measures the sugar content in a measurement site by transmitting near-infrared laser light to the measurement site. A measuring unit that holds the measurement site between the first holding piece and the second holding piece, and the near-infrared laser beam having a high absorption rate due to the sugar content as outgoing light from the first holding piece. A light emitting unit that emits to the site; a reflection unit that transmits a part of the emitted light by reflection to the site to be measured a plurality of times; and a light receiving unit that receives a part of the emitted light that has passed through the site to be measured. And a control unit that calculates a transmission amount of the emitted light through the measurement site based on a light reception result of the light receiving unit, and converts the calculated amount into the sugar content.
第2に、近赤外レーザ光を被測定部位に透過させることにより該被測定部位の内部における糖分を測定する光学測定ユニットであって、第1挟持片と第2挟持片とにより前記被測定部位を挟持する測定部と、前記糖分による吸収率が高い前記近赤外レーザ光を出射光として導波路となる前記第1挟持片から前記被測定部位に出射する発光部と、前記被測定部位を透過した前記出射光の一部を反射して前記被測定部位に入射させる反射手段と、前記被測定部位内を複数回透過した光を透過光として受光する受光部と、前記透過光に基づき前記出射光の前記被測定部位における透過量を算出し、前記糖分に換算する制御部と、を具備することにより解決するものである。 Second, an optical measurement unit that measures sugar in the measurement site by transmitting near-infrared laser light to the measurement site. The measurement unit includes a first clamping piece and a second clamping piece. A measurement unit that sandwiches the region, a light emitting unit that emits the near-infrared laser light having a high absorptance due to the sugar to the measurement site from the first sandwiching piece serving as a waveguide, and the measurement site Based on the transmitted light, a reflecting means for reflecting a part of the emitted light that has passed through the light and entering the measured site, a light receiving unit that receives light transmitted through the measured site multiple times as transmitted light, and the transmitted light It solves by providing the control part which calculates the permeation | transmission amount in the said to-be-measured site | part of the said emitted light, and converts into the said sugar content.
また、前記測定部に、前記反射手段を複数設けることを特徴とするものである。 Further, the measuring unit is provided with a plurality of the reflecting means.
また、前記発光部から前記受光部に至る光路中に光分配素子を配置し、該光分配素子により前記出射光と前記透過光とを分離することを特徴とするものである。 Further, a light distribution element is disposed in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit, and the emitted light and the transmitted light are separated by the light distribution element.
また、前記光分配素子は偏光ビームスプリッタであることを特徴とするものである。 The light distribution element is a polarization beam splitter.
また、前記発光部から前記受光部に至る光路中に、偏光状態変更手段を設け、前記透過光を前記出射光と異なる偏光状態にすることを特徴とするものである。 In addition, a polarization state changing unit is provided in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit, and the transmitted light is changed to a polarization state different from the emitted light.
また、前記偏光状態変更手段は4分の1波長板であることを特徴とするものである。 The polarization state changing means is a quarter-wave plate.
また、前記発光部は、前記出射光の一部として前記近赤外レーザ光に対する基準となる光を出射し、前記受光部は、前記透過光に含まれる前記基準となる光の基準透過光を検出し、前記制御部は、前記透過光および前記基準透過光に基づいて前記糖分を算出することを特徴とするものである。 The light emitting unit emits a reference light for the near infrared laser light as a part of the emitted light, and the light receiving unit receives a reference transmitted light of the reference light included in the transmitted light. And the controller calculates the sugar content based on the transmitted light and the reference transmitted light.
本発明によれば、小型化が可能とされ、非侵襲であり測定精度の高い光学測定ユニットを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical measurement unit that can be reduced in size, is noninvasive, and has high measurement accuracy.
第1に、被測定部位に近赤外レーザ光を出射および透過させてこの透過量に基づき被測定部位のグルコース濃度を測定するので、測定装置の小型化が実現し、非侵襲で容易な測定が可能である。また、骨などの光を透過しにくい組織や太い血管が内在しない部位での測定が可能となる。被測定部位としては例えば、耳たぶや手のひらの指の間など、組織の薄いひだ状部位であるが、透過光をミラーにより反射させ、被測定部位内を往復させることにより、測定に使用する光(透過光)の光路長を稼ぐことができる。従って、透過光がグルコースによって吸収される確率が高くなり、測定精度(測定感度)を向上させることができる。 First, since the near-infrared laser beam is emitted and transmitted to the measurement site and the glucose concentration of the measurement site is measured based on the amount of transmission, the measurement apparatus can be downsized and non-invasive and easy measurement can be performed. Is possible. In addition, it is possible to measure at a site where a tissue such as a bone that hardly transmits light or a thick blood vessel is not present. The site to be measured is, for example, a thin pleat-like region of tissue such as between the earlobe or the finger of the palm, but the light used for measurement is reflected by reflecting the transmitted light by a mirror and reciprocating in the site to be measured ( The optical path length of transmitted light) can be earned. Therefore, the probability that transmitted light is absorbed by glucose increases, and the measurement accuracy (measurement sensitivity) can be improved.
第2に、透過光を反射させるミラーを複数設けることにより、透過光が被測定部位内を透過する回数を増やすことができる。これにより、例えば、被測定部位は薄いひだ状部でありながら、その組織の厚みの3倍や4倍などの長い光路長を確保することができ、より測定精度を向上させることができる。 Second, by providing a plurality of mirrors that reflect the transmitted light, the number of times the transmitted light is transmitted through the region to be measured can be increased. Thereby, for example, although the measurement site is a thin pleated portion, a long optical path length such as 3 or 4 times the thickness of the tissue can be secured, and the measurement accuracy can be further improved.
第3に、光学測定ユニットの発光部から受光部に至る光路中に光分配素子を配置し、光分配素子により発光部から出射した光(出射光)と、受光部で受光する光(透過光)とを分離する。更に光路中には偏光状態変更手段を設け、透過光を出射光と異なる偏光状態にする。これにより、被測定部位の面積が小さく、出射光と透過光が同一の導波路を伝搬する場合であっても、正確に透過光を受光することができる。 Third, a light distribution element is disposed in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit of the optical measurement unit, and light emitted from the light emitting unit by the light distribution element (emitted light) and light received by the light receiving unit (transmitted light) ). Further, a polarization state changing means is provided in the optical path so that the transmitted light is in a polarization state different from that of the outgoing light. Thereby, even when the area of the measurement site is small and the emitted light and the transmitted light propagate through the same waveguide, the transmitted light can be accurately received.
第4に、被測定部位の皮膚組織の状態による変化と、被測定部位の変化(ばらつき)による透過量の変化とを自動的に補正することができるので、これによっても測定精度を向上させることができる。 Fourthly, since the change due to the state of the skin tissue of the measurement site and the change of the transmission amount due to the change (variation) of the measurement site can be automatically corrected, this also improves the measurement accuracy. Can do.
より具体的には、近赤外レーザ光に加えて、基準となる可視光(可視レーザ光)を被測定部位に出射、透過させて被測定部位における可視光の透過量を測定し、この変化量に基づき近赤外レーザ光の透過量を補正する。これにより、皮膚組織の状態による透過量の変化を測定値に反映させることができ、測定誤差を低減できる。また、被測定部位を透過する光の光路長を検出し、この変化量によっても測定値を補正することで、より測定精度を高めることができる。 More specifically, in addition to near-infrared laser light, reference visible light (visible laser light) is emitted to and transmitted through the measurement site, and the amount of visible light transmitted through the measurement site is measured. The transmission amount of the near infrared laser beam is corrected based on the amount. Thereby, the change of the permeation | transmission amount by the state of skin tissue can be reflected in a measured value, and a measurement error can be reduced. Further, the measurement accuracy can be further improved by detecting the optical path length of the light transmitted through the measurement site and correcting the measurement value based on the amount of change.
以下に本発明に係る光学測定ユニットの実施形態の一例を、図1から図6を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the optical measurement unit according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
まず、図1から図3を参照して、本発明の第1の実施形態を説明する。図1は、第1の実施形態における光学測定ユニットを、血糖値測定装置に採用した場合の一例を示す図であり、図1(A)が外観平面図、図1(B)が図1(A)のa−a線断面図である。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an example of the case where the optical measurement unit according to the first embodiment is adopted in a blood glucose level measuring device, FIG. 1 (A) is an external plan view, and FIG. 1 (B) is FIG. It is the sectional view on the aa line of A).
血糖値測定装置100の外部筐体8の一主面には、例えば電源スイッチ4、測定開始・停止ボタン5、表示部2等が設けられている。血糖値測定装置100は、光学測定ユニット1を備える。
For example, a
光学測定ユニット1は、測定部3と、発光部11と、受光部12と、制御部6と、反射手段40とを有し、近赤外レーザ光を被測定部位に透過させることにより被測定部位の内部における糖分を測定する。
The
測定部3は、被測定部位との接触部となり、外部筐体8から導出する。また、測定部3は、第1挟持片31と第2挟持片32とを有し、これらにより被測定部位を挟持する。ここでは一例として第1挟持片31および第2挟持片32は、例えばそれぞれの一端が固定され、他端が開閉可能な構成とされ、他端の開閉により被測定部位を挟んで保持(以下挟持)するクリップ状とする。
The
測定部3は、第1挟持片31と第2挟持片32とが最大に開いた状態でも、生体端部の限られた部位を挟持可能な程度に小さく設定されている。また、測定部3は、被測定部位を常に所定の負荷で挟持できる構成とされている。第1挟持片31と第2挟持片32とをクリップ状に構成することにより、測定部3で挟持できる生体の部位を限定でき、被測定部位が測定部3によって挟まれて血糖値が計測されるときの測定安定性が向上する。
The measuring
第1挟持片31の一端は、光学測定ユニット1内の発光部11及び受光部12と接続され、他端には例えばミラー311および集光レンズ312、および偏光状態変更手段41が設けられる。偏光状態変更手段は、ここでは例えば4分の1波長板(以下λ/4板)41である。発光部11から出力された光(以下出射光20)は、図1(B)の矢印の如く、導波路となる第1挟持片31内を伝搬してミラー311で反射され集光レンズ312で集光されて、λ/4板41を通過して被測定部位に出射される。
One end of the
第2挟持片32は、例えば、第1挟持片31の出射部(集光レンズ312およびλ/4板41)と対向する端部に、反射手段40が設けられる。第1の実施形態では反射手段を1つ設けた場合を示す。反射手段は、例えば被測定部位側の主面を反射面とした凹面鏡40であり、被測定部位を透過した出射光20の一部を反射し、当該反射光21を被測定部位に再び入射させる。
For example, the
被測定部位を再び透過した反射光21の一部は、透過光22として集光レンズ312により集光されミラー311で反射され、第1挟持片31を伝搬して受光部12で受光される。
A part of the reflected light 21 transmitted again through the measurement site is collected as transmitted light 22 by the
導波路となる第1挟持片31は、出射光20および受光すべき透過光22が外部に漏れないような形状(例えば筒状)および材質であり、第1挟持片31および第2挟持片32は、発光部11及び受光部12と共に光学測定ユニット1の一部を構成する。
The
発光部11は、グルコースによる吸収率が高い第1出射光と、基準となる第2出射光と含む出射光20を出力する。詳細は後述するが、発光部11は発光素子として、半導体レーザダイオードを備え、第1出射光として単一波長の近赤外レーザ光を出力する。近赤外レーザ光は、透過光においてグルコースによる吸収率が高い例えば1580nmの波長を採用する。
The
また、発光部11は、他の半導体レーザダイオードまたはLED(Light Emitting Diode)を備え、第2出射光として可視光を出力する。本実施形態では可視光として、例えば波長660nmのレーザ光(可視レーザ光)を採用する。この波長は、グルコースに対して吸収が無いか又は極めて少ない波長であり、なおかつある程度波長が長く、被測定部位の皮膚組織によってある程度の減衰が認められる波長である。可視光を基準とすることで、近赤外レーザ光の測定部位による「ばらつき」を補正することができる。
The
受光部12は、例えば光検知器(Photo Detector)を備え、第1出射光(近赤外レーザ光)のうち被測定部位を透過し、凹面鏡40で反射されて再び被測定部位を透過して第1挟持片31に入射された光を第1透過光(以下レーザ透過光)として受光する。また、第2出射光(可視光)のうち被測定部位を透過して凹面鏡40で反射され、再び被測定部位を透過して第1挟持片31に入射された光を第2透過光(以下可視透過光)として受光する。
The
受光部12が、可視透過光を検知することにより、被測定部位における可視光の透過量(透過率)を算出できる。従ってこれを基準として近赤外レーザ光の透過量を補正できる。
By detecting the visible transmitted light, the
また、より測定精度を向上させるため、例えば光路長検出部19等を設け、実際の被測定部位の厚みを測定し、これにより補正を行っても良い。
Further, in order to further improve the measurement accuracy, for example, an optical path
一例を説明すると、光路長検出部19は、第1挟持片31と第2挟持片32とによって実際の被測定部位の厚み(被測定部位を透過する光の光路長)を検出するものであり、例えば角度検出部である。
Explaining an example, the optical path
角度検出部19は、第1挟持片31と第2挟持片32とでなす角度θを検出する。角度検出部19は、例えば、エンコーダからのパルスをカウントするデジタルカウンタ、およびスリットが設けられた回転板などにより構成され、第1挟持片31と第2挟持片32とが被測定部位を挟持する際の角度θによってこれらの移動量を距離に換算する。
The
なお、光路長検出部は角度検出部19に限らず、例えばマイクロメータなどのように第1挟持片31と第2挟持片32との移動量を距離に換算するものであってもよい。測定部3がクリップ状ではなく、例えば第1挟持片31および第2挟持片32のスライドにより被測定部位を挟持するような構成の場合には、そのスライド量により被測定部位の光路長が検出できる。しかしながら、測定部3をクリップ状にすることにより、被測定部位に対する負荷の安定化が可能である。測定部3をクリップ状とさせて挟持できる被測定部位がある程度限定できる等の利点を考慮し、本実施形態では以下角度検出部19を採用した場合を例に説明する。
The optical path length detection unit is not limited to the
制御部6は、例えばプリント基板上に集積化された半導体集積回路により構成され、演算処理部を有する。演算処理部は、受光部12が検知したレーザ透過光の光量より、被測定部位における近赤外レーザ光の透過量(または透過率)を算出する。
The
また、演算処理部は、受光部12が検知した可視透過光の光量より、被測定部位における可視光の透過量(または透過率)を算出する。
Further, the arithmetic processing unit calculates the transmission amount (or transmittance) of visible light in the measurement site from the light amount of the visible transmission light detected by the
さらに、演算処理部は、角度検知部19が検出した第1挟持片31と第2挟持片32とで成す角度θによって、被測定部位内における近赤外レーザ光の光路長を算出する。
Further, the arithmetic processing unit calculates the optical path length of the near-infrared laser light in the measurement site based on the angle θ formed by the
そして、可視光の透過量(以下可視透過量)および光路長により、近赤外レーザ光の透過量(以下レーザ透過量)を補正する。 Then, the transmission amount of near-infrared laser light (hereinafter referred to as laser transmission amount) is corrected based on the transmission amount of visible light (hereinafter referred to as visible transmission amount) and the optical path length.
詳細は後述するが、可視透過量の変化量に基づいて、これと同一の被測定部位を透過したレーザ透過量を補正することで、被測定部位の変化や、被測定部位における皮膚組織の変化の「ばらつき」による測定誤差を低減化させることができる。 Although details will be described later, based on the amount of change in visible transmission, by correcting the amount of laser transmission that has passed through the same site to be measured, changes in the site to be measured and changes in skin tissue at the site to be measured The measurement error due to “variation” can be reduced.
また、被測定部位の光路長に基づきレーザ透過量を補正することで、被測定部位の「ばらつき」による測定誤差を低減化させることができる。 Further, by correcting the laser transmission amount based on the optical path length of the measurement site, it is possible to reduce measurement errors due to “variation” of the measurement site.
さらに演算処理部は、上記の如く、補正したレーザ透過量を血糖値データに換算し、制御部6は、表示ドライバによって血糖値データを表示部2に表示する。
Further, as described above, the arithmetic processing unit converts the corrected laser transmission amount into blood glucose level data, and the
表示部2は、制御部6の一部である表示ドライバに接続される。表示部2は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)パネル、有機EL(Electronic Luminescent)表示パネル等であり、血糖値やその他測定情報(例えば測定エラーの通知、日時等)が測定者に認識可能に表示されるものであればよい。また、制御部6に接続される電源部(不図示)が設けられる。電源は、ACアダプターによる充電や電池またはこれらの併用等とされている。
The
なお、第1挟持片31および第2挟持片32に、接触検知センサが設けられ、正常な接触が検知されたのちに測定装置を動作させる構成としても良い。
In addition, it is good also as a structure by which a contact detection sensor is provided in the
図2を参照して、本実施形態の光学測定ユニット1について説明する。図2(A)は、測定部3により被測定部位25が挟まれた状態で、出射光20および透過光22が被測定部位25を通る様子を示す概略図であり、図2(B)は、光学測定ユニット1の主要部分の一例について説明する概要図である。
With reference to FIG. 2, the
既述の如く、半導体レーザダイオードLD1から出力された出射光20は、被測定部位25を透過し、凹面鏡40で反射して被測定部位25に再び入射し、透過光22として光検知器PDにて受光される。
As described above, the emitted light 20 output from the semiconductor laser diode LD1 passes through the
図2(B)の如く出射光20は、コリメータレンズ43によって平行光となり、光分配素子42を通過する。光分配素子は例えば偏光ビームスプリッタ(PBS:Polarizing Beam Splitter)42である。また、発光部11(半導体レーザダイオードLD)から受光部12(光検知器PD)に至る光路中には、λ/4板41が設けられる。
As shown in FIG. 2B, the emitted
第1の実施形態では、出射光20と、透過光22が同じ導波路(第1挟持片31)を伝搬するため、偏光ビームスプリッタ(以下PBS)42およびλ/4板41により、受光すべき透過光22を分離する。
In the first embodiment, since the emitted
すなわち、直線偏光状態が例えばP偏光の出射光20が、λ/4板41を通過すると、円偏光となり、被測定部位25を透過する。出射光20の一部は凹面鏡40によって反射する。本実施形態では反射手段として凹面鏡40を採用しており、被測定部位25に再び入射する反射光21のビームを絞ることができる。反射光21は再び被測定部位25を透過し、透過光22としてλ/4板41を通過し、出射光20の直線偏光状態から90度回転した直線変更状態となる。つまり、λ/4板41を2回通過することにより、透過光22の直線偏光状態はS偏光となり、PBS42によって出射光21と分離することができる。分離された透過光22は、コリメータレンズ44を介して、光検知器PDで検知される。
That is, when the
反射により被測定部位25を複数回(ここでは2回)透過した出射光20の一部は、透過光22として第1挟持片(導波路)31を伝搬して光検知器PDで受光される。すなわち、透過光22の光路長としては、反射光21の光路長も加算されており、実際の被測定部位25の厚みのほぼ2倍となる。
Part of the emitted light 20 that has been transmitted through the
血糖値を測定するには、生体内のグルコース濃度を検出するのが効率的である。また、血糖値を非侵襲(無採血)で測定する場合、人体に対して透過性を有する波長帯の光を使用することになるが、グルコースの場合、近赤外帯光のいくつかのスペクトルに対して吸光特性を有することが知られている。そこで、本実施形態では出射光20として近赤外レーザ光を採用し、これを被測定部位25に透過させてグルコースによる吸収率を検出し、血糖値を測定する。
In order to measure the blood glucose level, it is efficient to detect the glucose concentration in the living body. In addition, when measuring blood sugar levels non-invasively (without blood sampling), light in a wavelength band that is transparent to the human body is used. In the case of glucose, some spectra of near-infrared light are used. It is known to have light absorption characteristics. Therefore, in the present embodiment, near-infrared laser light is employed as the emitted
このとき、被測定部位25の厚みが厚い方が透過光22の光路長が長くなり、グルコースに吸収される確率が高くなる。本実施形態では、凹面鏡40による反射光21も被測定部位に透過させることにより、出射光20の一部を被測定部位25内で往復させ、光路長を稼いでいる(図2(A))。
At this time, the thicker the portion to be measured 25, the longer the optical path length of the transmitted
尚、図2ではλ/4板41をPBS42と被測定部位25の間に配置した例を示したが、これに限らない。すなわち透過光22はPBS42に入射する以前に、出射光20と異なる直線偏光状態になればよいので、例えば被測定部位25と凹面鏡40の間にλ/4板41を配置してもよい。
Although FIG. 2 shows an example in which the λ / 4
また、後述するが、出射光20として近赤外レーザ光の他に可視光(可視レーザ光)も出射される。従って光学測定ユニット1は、それぞれのレーザ光に対して図2の構成を有するが、凹面鏡40およびλ/4板41は共通である。
As will be described later, visible light (visible laser light) is emitted as the emitted light 20 in addition to the near-infrared laser light. Therefore, the
図3は、血糖値の被測定部位25と血糖値測定装置100とを示す概要図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a blood sugar
本実施形態の血糖値測定装置100により挟まれる被測定部位25について説明すると、例えば手の指の間(図3(A))や耳たぶ(図3(B))など、比較的その厚みが薄いひだ状の部分を被測定部位25とすると好適である。被測定部位を透過する光の光路長が短い方が、測定誤差も少なくできるからである。
The
グルコースに吸収量される透過光量によって、グルコース濃度を測定する場合、透過光の光路長となる被測定部位がある程度厚い方が、グルコースによって吸収される確率が高くなるので望ましい。 When measuring the glucose concentration based on the amount of transmitted light absorbed by glucose, it is desirable that the portion to be measured that is the optical path length of the transmitted light is thick to some extent because the probability of being absorbed by glucose increases.
しかし、例えば人体においてそのような被測定部位には、骨など光を透過しにくい組織や、太い血管が存在する場合が多い。特に透過光はグルコース以外の血中成分(具体的にはヘモグロビン)の影響を強く受けるため、太い血管が存在する部位での測定は好ましくなく、測定精度及び再現性が確保できない可能性がある。 However, for example, in a human body, there are many cases where a tissue that does not transmit light, such as bones, or a thick blood vessel exists in such a measurement site. In particular, the transmitted light is strongly influenced by blood components other than glucose (specifically, hemoglobin), so measurement at a site where a thick blood vessel exists is not preferable, and measurement accuracy and reproducibility may not be ensured.
そこで、本実施形態では、被測定部位として毛細血管での測定が可能であり、骨などが内在しない部位を採用する。具体的には上記の如く手のひらの指の間や耳たぶなどのひだ状部である。 Therefore, in the present embodiment, a measurement is possible with a capillary vessel as the measurement site, and a site where no bone or the like is present is employed. Specifically, it is a pleated part such as a finger or an earlobe as described above.
そして、グルコースに吸収される確率を高めるため、凹面鏡40により出射光20を反射させ、被測定部位に再度透過させる。そしてその透過光22を受光して、グルコースを測定する。つまり、薄い被測定部位でありながら、反射光21の光路長を加算することにより光路長を稼げるので、グルコースに吸収させる確率を高めることができ、測定精度を向上させることができる(図2参照)。
Then, in order to increase the probability of being absorbed by glucose, the
また、第1挟持片31および第2挟持片32は、それぞれの一端が例えば角度検出部19で固定され、他端が開閉可能なクリップ状の構成であり、これにより被測定部位25を挟持する。このとき、被測定部位25に常に所定の負荷がかかるようにすることで、再現性の向上が図られる。
Each of the
さらに、第1挟持片31と第2挟持片32とでなす角度θは、最大角度が、生体端部の限られた部位を挟持可能な程度に小さく設定される。詳しく説明すると、測定部3を最大に開いた状態でも、生体のひだ状部など、薄く限られた部位しか挟めない構成とすることで、被測定部位をある程度限定することが可能となる。例えば、第1挟持片31と第2挟持片32との最大開き角度として、第1挟持片31の先に位置する集光レンズ312と、第2挟持片32の先に位置する集光レンズ322との間の距離が、1cm程度までしか開かないような最大角度とすることで、これらに挟持される被測定部位は、例えば指の間や耳たぶ等の特定部位に限定され、被測定部位により測定値に大きな「ばらつき」が生じることを回避させることができる。
Furthermore, the angle θ formed by the
図4は、本実施形態の光学測定ユニット1の概略を示す回路ブロック図の一例である。
FIG. 4 is an example of a circuit block diagram illustrating an outline of the
発光部11は、第1発光素子LD1および第2発光素子LD2を有する。第1発光素子LD1は例えば半導体レーザダイオードであり、第2発光素子LD2は半導体レーザダイオードまたはLEDである。ここでは第2発光素子LD2として半導体レーザダイオードを採用する場合を例に説明する。
The
第1発光素子LD1は、制御部6のレーザドライバ63aにより駆動され、出射波長が例えば1580nmの第1出射光(近赤外レーザ光)201を出力する。第2発光素子LD2は、制御部6のレーザドライバ63bにより駆動され、出射波長が例えば660nmの第2出射光(可視光:レーザ光)202を出力する。なお、第2発光素子LD2の出射波長は、近赤外レーザ光201と異なる波長であり、グルコースに対する吸収が無いか又は極めて少なく、皮膚組織によってある程度の減衰が認められる波長であれば、660nmに限られないが、660nmの出射波長の半導体レーザダイオードであれば一般的であり安価である。
The first light emitting element LD1 is driven by the
第1発光素子LD1から出力された近赤外レーザ光201の一部は、当該近赤外レーザ光201の偏光をそろえるPBSまたは検光子24を通過し、更にコリメータレンズ43a、ハーフミラー15aおよびFMD(Front Monitor Diode)16aを介してAPC(Auto Power Control)13aに入力される。
Part of the near-
第2発光素子LD2から出力された可視光202の一部は、コリメータレンズ43b、ハーフミラー15bおよびFMD(Front Monitor Diode)16bを介してAPC(Auto Power Control)13bに入力される。
Part of the
APC13a、13bは、それぞれ近赤外レーザ光201、可視光202のパワーを一定に維持する等の制御を行う。
The
コリメータレンズ43aおよびPBS42aは、第1発光素子LD1に対応して設けられ、コリメータレンズ43bおよびPBS42bは、第2発光素子LD2に対応して設けられている。近赤外レーザ光201は、コリメータレンズ43aにより平行光となり、PBS42aに入射し、可視光202もコリメータレンズ43bにより平行光となり、PBS42bに入射する(図2参照)。
The
近赤外レーザ光201と可視光202とは、それぞれに対応して設けられたPBS42a、42bを通過したのちに、一方を透過させ、もう一方を反射させるダイクロイックミラー17によって合成され、λ/4板41を通過して、第1挟持部31端部から被測定部位25に出射される。被測定部位25中で出射光20の一部は、グルコースにより吸収され、また、皮膚組織により若干減衰するなどして、被測定部位25から出射され、第2挟持片32の端部に設けられた凹面鏡40にて反射される。当該反射光21は再び被測定部位25内を透過し、反射光21の一部はグルコースにより吸収され、又皮膚組織により若干減衰するなどして、透過光22として被測定部位25から出射される。
The near-
このように、近赤外レーザ光201および可視光202を合成した出射光20を被測定部位25に照射することにより、出射光20が被測定部位25を透過する光路を一つにすることができるので、実際に血糖を測定する部位で、基本的な透過光22の光量を測定できる。
In this way, by irradiating the
また、異なる波長の近赤外レーザ光201および可視光202を利用する測定であっても、測定は一度で済むため、近赤外レーザ光201と可視光202を逐次切り替えて測定する場合と比較して、測定時間を短くできる。また、近赤外レーザ光201は視認できないため、可視光202が同時に出射されていることで、測定中であることを認識することができる。
In addition, even in the measurement using the near-
被測定部位25から出射した透過光22はλ/4板41を通過することにより、出射光20とは異なる直線変更状態となり、その状態でダイクロイックミラー17に入射する。
The transmitted light 22 emitted from the part to be measured 25 passes through the λ / 4
透過光22は、ダイクロイックミラー17により、第1透過光(レーザ透過光)221と、第2透過光(可視透過光)222とに分離され、それぞれ受光部12にて受光される。
The transmitted
受光部12は、第1受光部PD1と、第2受光部PD2とを有する。ダイクロイックミラー17により、分離されたレーザ透過光221は、PBS42aに再び入射する。レーザ透過光221(透過光22)は、出射光21(近赤外レーザ光201)とは異なる直線偏光状態になっているため、PBS42aによって分離されレーザ透過光221のみが第1受光部PD1で検知される。検知されたレーザ透過光221の受光量(以下レーザ透過量N)が、実際の測定値である。
The
同様に、分離された可視透過光222は、PBS42bに再び入射する。可視透過光222(透過光22)は、出射光21(可視光202)とは異なる直線偏光状態になっているため、PBS42bによって分離され可視透過光222のみが第2受光部PD2で検知される。
Similarly, the separated visible transmitted light 222 is incident on the
このように、偏光によって出射光20と透過光22を分離することにより、被測定部位の面積が小さく、出射光と透過光が同一の導波路を伝搬する場合であっても、正確に透過光を受光することができる。
Thus, by separating the
第1受光部PD1および第2受光部PD2のいずれも例えばInGaAsフォトダイオードなどであり、それぞれ受光した透過光22を電気信号に変換する。電気信号は、受光した光の強度に比例し、増幅器14a、14bにより増幅され、制御部6のA/D変換器62に出力される。
Each of the first light receiving part PD1 and the second light receiving part PD2 is, for example, an InGaAs photodiode or the like, and converts each received transmitted light 22 into an electric signal. The electric signal is proportional to the intensity of the received light, is amplified by the
制御部6は、DSP(Digital signal processor)61と、A/D変換回路62と、レーザドライバ63a、63bと、演算処理部65とを有する。また、制御部6は、測定結果等のデータを表示部に出力するための表示ドライバ64や、他の制御に必要な他の回路(不図示)等も有する。
The
光学測定ユニット1で増幅された受光量に基づく信号(受信信号)は、A/D変換回路62によりデジタル信号に変換され、DSP61内の演算処理部65に入力される。
A signal (reception signal) based on the amount of received light amplified by the
演算処理部65は、受信信号に基づき、被測定部位のグルコース濃度を算出する。本実施形態では、グルコースによる吸収が大きい波長の近赤外レーザ光201を用いて、その吸光率Iに基づきグルコース濃度を算出する。吸光率Iは、発光部11から照射された近赤外レーザ光201の出射光量(強度)と、被測定部位25を透過したレーザ透過光221の受光量(強度)とで求めることができる。被測定部位25に出射される波長λの出射光20の強度をL0(λ)とし、受光した波長λの透過光22の強度をL(λ)とすると、被測定部位25の吸光率I(λ)は、ln(L(λ)/L0(λ))で求められる(なお、出射光20が一定の場合には、受光強度そのものが吸光率と等価である。)。
The
吸光率Iは、グルコース濃度と所定の相関関係を有する。従って、制御部6に吸光率Iとグルコース濃度の相関関数を保持させることにより、被測定部位25のグルコース濃度を演算することができる。
The absorbance I has a predetermined correlation with the glucose concentration. Therefore, the glucose concentration of the
さらに制御部6において、被測定部位25の皮膚組織の状態変化に伴うレーザ透過量N(測定値)の変化を補正する。さらに、測定精度を向上させるため、被測定部位25の変化による光路長変化に伴ったレーザ透過量Nの変化を補正するとよい。以下これについて説明する。
Further, the
皮膚組織の状態の変化に伴うレーザ透過量Nの変化は、同一の被測定部位25に出射された可視光202の透過量(以下可視透過量V)によって補正する。
The change in the laser transmission amount N accompanying the change in the state of the skin tissue is corrected by the transmission amount of the
既述の如く、可視光202は、グルコースによる吸収がなく、皮膚組織によってある程度の減衰が認められる波長である。従って、可視透過量Vの変化量によって基準となる透過状態が測定できる。
As described above, the
詳しく説明すると、予め生体の特定部位の透過量(以下参照透過量)を測定させて制御部6に保持させ、これと可視透過量Vとを比較する。これにより、可視透過量Vの変化量(可視透過量と参照透過量の差分)は、被測定部位25そのものの変化(ずれ)や、皮膚組織の状態の変化、又は、皮膚組織の組織変化を示す第1のシフト量として測定できる。
More specifically, the permeation amount (hereinafter referred to as reference permeation amount) of a specific part of the living body is measured in advance and held in the
近赤外レーザ光201は、可視光202と同一の被測定部位25を透過するため、測定されたレーザ透過量N(測定値)には、第1の基準シフト量が含まれている。そこで、演算処理部65によって、第1のシフト量に基づきレーザ透過量Nを補正する演算を行う。
Since the near-
また、演算処理部65は、角度検出部19が検出した第1挟持片31と第2挟持片32とでなす角度θによって、被測定部位25内における近赤外レーザ光201の光路長Lを算出する(図3(B)参照)。被測定部位25がばらつくと、被測定部位25を透過するレーザ透過量Nも変化し、測定誤差の要因となる。本実施形態では、制御部6にあらかじめ期待値が保持されており、その期待値からの被測定部位25の光路長Lの変化量(第2のシフト量)を算出することにより、多少の被測定部位の「ばらつき」があっても、これを補正することができる。
In addition, the
これにより、被測定部位25が、例えば指先の爪の部分や、指の間、耳たぶなどと変化した場合であっても、常にその部位に特有の変化量および光路長の変化量で補正したレーザ透過量Nを得ることができる。
As a result, even when the
詳しく説明すると、演算処理部65は、以下の(1)式により、第1のシフト量および第2のシフト量を算出し、皮膚組織等の状態の変化や光路長の変化によるレーザ透過量Nの測定誤差を排除した血糖値データGを算出する。
More specifically, the
G=f(N,A,V) … (1)
ここで、N:レーザ透過量、A:第1挟持片31と第2挟持片32とでなす角度(θ)、V:可視透過量。
G = f (N, A, V) (1)
Here, N: laser transmission amount, A: angle (θ) formed by the
制御部6は、表示ドライバ64によって血糖値データGを測定結果として表示部に表示する。さらに、測定部6は、測定開始・停止のボタンの押下や、測定状態の監視等に対応した既知の各種制御を行う。また、測定部3に接触検出センサを設けた場合には、制御部6は、正常な接触を検知したのちに測定処理(レーザ駆動等)を開始する等、接触状態の検出に関する処理を行う。
The
なお、図は省略するが、光学測定ユニット1に温度検出部(例えば温度センサ)を設けても良い。温度センサは、被測定部位25の温度(またはそれに加えて外気温)を測定するものである。近赤外レーザ光201によるグルコースの吸光特性は温度によって変化する。そこで温度センサによって血糖値の測定前に温度を測定し、その測定結果から近赤外レーザ光201の波長を微小な範囲で補正する。尚、可視光については温度の影響は受けず、温度補正は不要である。
Although not shown, the
例えば、第1発光素子LD1から出射される近赤外レーザ光201の発振波長は、第1発光素子LD1に供給される電流または第1発光素子LD1の温度により変化する特性を有するので、予め測定したグルコースの吸光特性の温度依存性に基づき、近赤外レーザ光201を出射する第1発光素子LD1の温度または駆動電流を制御する。例えば、近赤外レーザ光201の駆動電流で制御する場合には、レーザ駆動量を算出して、レーザドライバ63aにフィードバックさせる。これにより、近赤外レーザ光201は、被測定部位25の温度に応じてそれぞれ本実施形態の波長の条件を満たす範囲で最も効率の良い波長が選択され、例えば数nm程度シフトされる。これにより、さらに正確な血糖値が測定可能となる。
For example, since the oscillation wavelength of the near-
また、上記の例では近赤外レーザ光201および可視光202をダイクロイックミラー17にて合成し、出射光20とした場合を説明したが、これに限らず、近赤外レーザ光201および可視光202を所定のタイミングで逐次個別に出力してもよい。
In the above example, the case where the near-
測定部3によって被測定部位25を挟み込む状態を維持していれば、近赤外レーザ光201および可視光202が所定の時間差で出射されても良く、可視透過光222によって同一の被測定部位25におけるレーザ透過光221の補正が可能である。
If the
この場合、出射光20を合成する必要はないので、ダイクロイックミラー17は不要である。また例えば測定光(受光部12にて受光する光)として平行光を採用する場合は、半導体レーザダイオードは拡散光であるためコリメータレンズが必要となるが、拡散光をそのまま測定する場合にはレンズは不要である。
In this case, since it is not necessary to synthesize the emitted
そして、発光を制御するCPUにて作成されたタイミングにより、所定の時間差で第1発光素子LD1および第2発光素子LD2からそれぞれ近赤外レーザ光201および可視光202が出力される。
Then, near-
また、受光部12においても、レーザ透過光221および可視透過光222が個別に受光されるので、ダイクロイックミラー23は不要である。
In the
更に、受光部12の光検知器を、レーザ透過光221(1580nm)および可視透過光222(660nm)の2つの波長を受光、検知できる1つのフォトダイオードPDで構成してもよい。受光部12にフォトダイオードを採用する場合、一般的にはフォトダイオードは受光感度が狭いので、図4の如く、2つの波長のそれぞれに対応してフォトダイオードPD1、PD2を設ける。しかしながら、1つのフォトダイオードで受光できれば、これらを分離する必要はなく、増幅器も1つでよいので、部品点数の削減や、装置の小型化に寄与できる。
Further, the light detector of the
本実施形態では、例えば、分光分析装置やFTIR分析装置などの光学測定ユニット部に要求される長い光路長や、ミラーなどの稼働部が不要であり、小型化を図ることができる。また、単一波長のレーザ光の透過光を受光するので、回折格子などにより分光する必要が無く、受光側のものは、例えば、レンズとPhoto Detectorとで構成できる。従って、光学測定ユニット1の小型化、軽量化が実現し、例えば血糖値測定装置に採用した場合には携帯性を大幅に向上させることができる。そのサイズは、例えば手のひらに収まり、片手での携帯および操作が十分可能な程度である。
In the present embodiment, for example, a long optical path length required for an optical measurement unit such as a spectroscopic analyzer or an FTIR analyzer, or an operating part such as a mirror is unnecessary, and downsizing can be achieved. In addition, since the transmitted light of the laser light having a single wavelength is received, it is not necessary to split the light with a diffraction grating or the like, and the light receiving side can be composed of, for example, a lens and a photo detector. Therefore, the
さらに、本実施形態では、グルコースの吸光スペクトルのみを測定し、不要なスペクトルの測定をしないため、測定時間を短縮することが可能となる。 Furthermore, in the present embodiment, only the absorption spectrum of glucose is measured, and unnecessary spectrum is not measured, so that the measurement time can be shortened.
次に図5を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、測定部3に、反射手段40を複数設けるものである。また第1の実施形態と同一の構成要素についてはその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the measuring
図5は、第2の実施形態における光学測定ユニット1の主要部分の一例について説明する概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a main part of the
グルコースに吸収される確率を高め、測定精度を向上させるには、透過光22(反射光21)の光路長が長い方が望ましい。そこで、測定部3に2つの凹面鏡40(第1凹面鏡401、第2凹面曲402)を設ける。
In order to increase the probability of being absorbed by glucose and improve the measurement accuracy, it is desirable that the optical path length of the transmitted light 22 (reflected light 21) is long. Therefore, the
第1凹面鏡401は、第2挟持片32に設けられ、第2凹面鏡402は、発光素子LDから出力された出射光20が第1凹面鏡401によって反射し、当該反射光21が更に反射して、被測定部位25を透過するよう調整される。そして、被測定部位25を3回透過した透過光22は、レンズ44およびミラー321を介して第2挟持片32を導波路として受光部12にて受光される。つまり、透過光22の光路長としては被測定部位25の3倍の光路長を確保できる。
The first
この場合、出射光20と透過光22の導波路が異なるため、偏光によりこれらを分離する必要はなく、具体的にはλ/4板やPBSが不要となる。
In this case, since the waveguides of the
このように、被測定部位25がある程度広く確保できる場合には、複数の凹面鏡を第1挟持部31及び第2挟持部32に繰り返し配置することで、透過光22の光路長を稼ぐことができる。また被測定部位25を透過させる回数が奇数回であれば出射光20と透過光22は異なる導波路を伝搬するので、偏光による分離は不要である。
As described above, when the
次に図6を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、測定部3に、3個の反射手段40を設けるものである。また第1の実施形態と同一の構成要素についてはその説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the measuring
図6は、第3の実施形態における光学測定ユニット1の主要部分の一例について説明する概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a main part of the
測定部3に3個の凹面鏡40(401、402、403)を設ける場合は、第1凹面鏡401を、第2挟持片32に設け、第2凹面鏡402を第1挟持部31に設け、更に第3凹面鏡403を第2挟持部32に設ける。第2凹面曲402は、発光素子LDから出射した出射光20が第1凹面鏡401により反射し、当該反射光21を更に反射して、被測定部位25を透過させ、第3凹面曲403に入射するように調整される。第3凹面強403は反射光21を更に反射して被測定部位25を透過するように調整される。
When three concave mirrors 40 (401, 402, 403) are provided in the
そして、被測定部位25を4回透過した透過光22は、レンズ44を介して第1挟持片31に入射し、PBS42a、42bおよびミラー311’により出射光20と分離されて光検知器PDにて受光される。つまり、透過光22の光路長としては被測定部位25の4倍の光路長を確保できる。
Then, the transmitted light 22 that has passed through the
この場合は、出射光20と透過光22の導波路が同一となるため、第1の実施形態の如く、偏光による分離が必要であり、レーザ透過光221および可視透過光222のそれぞれを近赤外レーザ光201および可視光202と分離するため、PBS42a、42bを設ける。
In this case, since the waveguides of the
また、λ/4板41は、例えば第2凹面鏡402と被測定部位25の間に設ける。これにより出射光20と異なる直線偏光状態の透過光22を得ることができる。
Further, the λ / 4
更に、第3の実施形態においては、偏光状態変更手段は、2分の1波長板(λ/2)板であってもよい。λ/2板に例えばP偏光が通過すると、S偏光に変わるため、λ/2板は、発光部11から受光部12間の光路上で光が一度だけ通過する位置に設ける。例えば第3凹面鏡403で反射した反射光21(透過光22)が通過する第1挟持部31の、被測定部位25とレンズ44の間である。
Furthermore, in the third embodiment, the polarization state changing means may be a half-wave plate (λ / 2) plate. For example, when P-polarized light passes through the λ / 2 plate, it changes to S-polarized light. Therefore, the λ / 2 plate is provided at a position where light passes only once on the optical path between the
以上、光学測定ユニット1を採用した血糖値測定装置を例に説明したが、これに限らず本実施形態の光学測定ユニット1を、例えば果物の果糖を測定する装置に採用しても良い。
As described above, the blood sugar level measuring apparatus employing the
1 光学測定ユニット
2 表示部
3 測定部
4 電源スイッチ
5 測定開始・停止ボタン
6 制御部
8 外部筐体
11 発光部
12 受光部
13a、13b APC
14a、14b 増幅器
15a、15b ハーフミラー
16a、16b FMD
17 ダイクロイックミラー
19 光路長検出部(角度検出部)
20 出射光
201 近赤外レーザ光(第1出射光)
202 可視光(第2出射光)
21 反射光(出射光)
22 透過光
221 レーザ透過光(第1透過光)
222 可視透過光(第2透過光)
25 被測定部位
31 第1挟持片
32 第2挟持片
311、311’、321 ミラー
312、322 集光レンズ
40、401、402、403 凹面鏡(反射手段)
41 λ/4板(偏光状態変更手段)
42a、42b PBS(偏光ビームスプリッタ)
43a、43b、44a、44b コリメータレンズ
61 DSP
62 A/D変換回路(A/D変換器)
63a、63b レーザドライバ
64 表示ドライバ
65 演算処理部
100 血糖値測定装置
LD レーザダイオード(発光部)
LD1 レーザダイオード(第1発光部)
LD2 レーザダイオード(第2発光部)
PD フォトダイオード(受光部)
PD1 フォトダイオード(第1受光部)
PD2 フォトダイオード(第2受光部)
DESCRIPTION OF
14a,
17
20
202 Visible light (second outgoing light)
21 Reflected light (emitted light)
22 Transmitted light 221 Laser transmitted light (first transmitted light)
222 Visible transmitted light (second transmitted light)
25
41 λ / 4 plate (polarization state changing means)
42a, 42b PBS (polarization beam splitter)
43a, 43b, 44a, 44b Collimator lens 61 DSP
62 A / D converter circuit (A / D converter)
63a,
LD1 Laser diode (first light emitting part)
LD2 Laser diode (second light emitting part)
PD photodiode (light receiving part)
PD1 photodiode (first light receiving part)
PD2 photodiode (second light receiving part)
Claims (8)
第1挟持片と第2挟持片とにより前記被測定部位を挟持する測定部と、
前記糖分による吸収率が高い前記近赤外レーザ光を出射光として前記第1挟持片から前記被測定部位に出射する発光部と、
反射により前記出射光の一部を前記被測定部位内に複数回透過させる反射手段と、
前記被測定部位を透過した前記出射光の一部を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づき前記出射光の前記被測定部位における透過量を算出し、前記糖分に換算する制御部と、
を具備することを特徴とする光学測定ユニット。 An optical measurement unit that measures sugar in the measurement site by transmitting near-infrared laser light to the measurement site,
A measurement unit for clamping the measurement site by the first clamping piece and the second clamping piece;
A light emitting unit that emits the near-infrared laser light having a high absorption rate due to the sugar as the emitted light from the first clamping piece to the measurement site;
Reflecting means for transmitting a part of the emitted light into the measurement site a plurality of times by reflection;
A light receiving unit for receiving a part of the emitted light transmitted through the measurement site;
A control unit that calculates the amount of transmission of the emitted light in the measurement site based on the light reception result of the light receiving unit, and converts it into the sugar content;
An optical measurement unit comprising:
第1挟持片と第2挟持片とにより前記被測定部位を挟持する測定部と、
前記糖分による吸収率が高い前記近赤外レーザ光を出射光として導波路となる前記第1挟持片から前記被測定部位に出射する発光部と、
前記被測定部位を透過した前記出射光の一部を反射して前記被測定部位に入射させる反射手段と、
前記被測定部位内を複数回透過した光を透過光として受光する受光部と、
前記透過光に基づき前記出射光の前記被測定部位における透過量を算出し、前記糖分に換算する制御部と、
を具備することを特徴とする光学測定ユニット。 An optical measurement unit that measures sugar in the measurement site by transmitting near-infrared laser light to the measurement site,
A measurement unit for clamping the measurement site by the first clamping piece and the second clamping piece;
A light emitting unit that emits the near-infrared laser light having a high absorption rate due to the sugar to the measurement site from the first sandwiching piece serving as a waveguide;
Reflecting means for reflecting a part of the emitted light transmitted through the measurement site and entering the measurement site;
A light receiving unit that receives light transmitted through the measurement site a plurality of times as transmitted light;
A control unit that calculates a transmission amount of the emitted light in the measurement site based on the transmitted light, and converts the calculated amount into the sugar;
An optical measurement unit comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2006300734A JP2008113891A (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Optical measurement unit |
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2006
- 2006-11-06 JP JP2006300734A patent/JP2008113891A/en active Pending
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