成分测定装置制造方法
【专利摘要】一种成分测定装置，包括：测光块(72)，其具有与试纸(70)相对地开口的安装部(87)，并且具有与安装部(87)连通且将反射光(Lr)引导至受光元件(102)的反射光用光路(110)；和反射光用透镜(88b)，其将反射光(Lr)聚光于受光元件(102)。反射光用透镜(88b)形成为根据受光元件(102)的配置位置至少降低反射光(Lr)的球面像差的非球面透镜。
【专利说明】成分测定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如对体液中的生物体成分进行光学测定的成分测定装置。
【背景技术】
[0002]在检测血液或尿等体液中的生物体成分并对其成分量和性质等进行测定的情况下，使用能够进行光学测定的成分测定装置。
[0003]例如，在日本特表2008-544265号公报中，公开有将由透光性合成树脂形成的透射区域配置在光学组件基体(以下，称作块体)中而成的分析系统。该分析系统从光源射出测光分析用的光(以下，称作照射光)，经由上述透射区域向试验区照射，并使其反射光经由同一透射区域入射到检测器(以下，称作受光元件)，由此进行生物体成分的测定(参照日本特表2008-544265号公报的图4)。在该透射区域设有将照射光聚光于试验区的规定部位的透镜(以下，称作照射光用透镜)。
[0004]另外，虽然没有在日本特表2008-544265号公报中记载,但也可以在反射光的光路上(例如，透射区域)设置反射光用透镜。通过该反射光用透镜将反射光聚光于受光元件，由此能够提高基于受光元件的反射光的检测精度。
【发明内容】
[0005]然而，在成分测定装置中，在将反射光用透镜设置于块体的构造中，难以使该块体中的反射光的光路的遮光性和反射光用透镜的安装性并存。例如，在日本特表2008-544265号公报的分析系统中，通过使块体的反射光入射侧的开口尽可能狭窄地构成，确保了反射光的光路的遮光性。但是，该情况下，难以向块体安装由比开口大的形状构成的透射区域(与反射光用透镜相当)。即，在重视反射光的光路的遮光性的情况下，透镜相对于块体的安装性恶化，导致装置的组装工序的作业效率降低。
[0006]与之相对，在重视反射光用透镜的安装性的情况下，优选将与反射光的光路连通而开口的安装部形成在块体上，并从一个方向将反射光用透镜插入到该安装部中的构造。但是，在该构造中，为了确保反射光的光路的遮光性，必须使安装部形成得较小，从而限制了反射光用透镜的形状。因此，即使将反射光用透镜配置在反射光的光路上，也会在透过该反射光用透镜后的反射光中产生像差(主要是球面像差)，其结果为，产生没有提高接收反射光的受光元件的检测精度这一技术课题。
[0007]本发明是鉴于上述技术课题而研发的，其目的在于提供一种成分测定装置，通过形成能够容易地安装反射光用透镜的构造，谋求装置的组装作业的效率化，并且大幅降低基于该反射光用透镜的反射光的球面像差，从而能够提高生物体成分的测定精度。
[0008]为了实现上述目的，本发明为一种成分测定装置，从发光元件向测定对象照射测定用的照射光，通过受光元件检测从该测定对象反射的反射光，并根据其检测值测定含浸于上述测定对象中的体液中的成分，该成分测定装置的特征在于，包括:块体，其具有与上述测定对象相对地开口的安装部，并且具有与上述安装部连通且将上述反射光引导至上述受光元件的反射光用光路；和反射光用透镜，其将上述反射光聚光于上述受光元件，上述反射光用透镜作为根据上述受光元件的配置位置至少降低上述反射光的球面像差的非球面透镜而形成，通过将上述反射光用透镜从上述开口插入到上述安装部中而将上述反射光用透镜配置在上述反射光用光路上。
[0009]根据上述内容，通过构成为将反射光用透镜从块体的开口插入到安装部中的结构，能够容易地将反射光用透镜安装在决体上。由此，能够谋求装置的组装作业的效率化。另外，通过使反射光用透镜形成为非球面透镜，能够将球面像差大幅降低的反射光聚光于受光元件。其结果为，成分测定装置能够高精度地检测反射光，从而能够提高生物体成分的测定精度。
[0010]另外，上述块体具有将上述照射光引导至测定对象的照射光用光路，在上述照射光用光路上配置有将上述照射光聚光于测定对象的照射光用透镜，上述反射光用透镜和上述照射光用透镜以共有保持于上述安装部上的被保持部的方式并列地一体成型。
[0011]像这样，即使将反射光用透镜和照射光用透镜作为一个透镜而一体成型，也能够容易地将该透镜安装在块体上。另外，通过使反射光用透镜和照射光用透镜一体成型，减少了零部件数量。因此，能够降低生产成本，另外，还能够使装置的组装作业进一步效率化。
[0012]而且，优选的是，上述反射光用透镜包括:从上述被保持部向上述反射光用光路突出规定量的突出部；和在上述突出部上部形成有上述非球面透镜的聚光部。
[0013]像这样，反射光用透镜具有从被保持部突出规定量的突出部，由此，能够可靠地将聚光部定位于反射光用光路内的规定位置。因此，即使对成分测定装置施加外力等，也能够避免反射光用透镜发生错位，因此，能够将反射光稳定地聚光于受光元件。
[0014]该情况下，也可以为，上述照射光用透镜的光轴和上述反射光用透镜的光轴形成为大致相互平行，上述非球面透镜形成为降低相对于上述反射光用透镜的光轴以规定角度入射的上述反射光的球面像差的形状。
[0015]像这样，通过使照射光用透镜的光轴和反射光用透镜的光轴形成为大致相互平行，能够容易进行使照射光用透镜和反射光用透镜一体成型时的加工。
[0016]上述安装部能够构成为，在将上述反射光用透镜插入到内部的状态下，开口端部向内侧柳接。
[0017]像这样，通过使安装部的开口端部向内侧铆接，能够防止反射光用透镜的脱落。
[0018]另外，成分测定装置适于用作主要测定血液成分中的血糖值的血糖值测定装置。
[0019]根据本发明，通过构成为能够容易地安装反射光用透镜的构造，实现了装置的组装工序的效率化，而且，通过大幅降低基于反射光用透镜的反射光的球面像差，能够提高生物体成分的测定精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明的实施方式的血糖值测定装置的整体结构的立体图。
[0021]图2是表示图1的血糖值测定装置的主视图。
[0022]图3是表示图1的血糖值测定装置的分解立体图。
[0023]图4是图1的血糖值测定装置的IV-1V线剖视图。
[0024]图5是表示图1的血糖值测定装置的测定部的分解立体图。[0025]图6是将图4的血糖值测定装置的测定部放大表示的侧面剖视图。
[0026]图7是表示在图1的血糖值测定装置的测定部中进行血液成分的检测的情况的说明图。
[0027]图8是本发明的实施方式的血糖值测定装置的透镜的立体图。
[0028]图9A是图8所示的透镜的侧面剖视图，图9B是将图9A所示的反射光凸部的一部分放大表示的侧面剖视图。
[0029]图10是示意地表示通过图9所示的反射光用透镜进行反射光的聚光的说明图。
[0030]图11是概略地表示反射光用透镜的变形例的说明图。
【具体实施方式】
[0031]以下，列举优选的实施方式并参照添加的附图详细说明本发明的成分测定装置。
[0032]在本实施方式的说明中，作为成分测定装置，详细说明主要测定血液成分中的血糖值的血糖值测定装置。该血糖值测定装置是供医生、护士或糖尿病患者等采集血液、测定血糖值并对该血糖值的测定数据进行管理的装置。此外，成分测定装置当然不限定于本血糖值测定装置。
[0033]图1是表示本发明的实施方式的血糖值测定装置(成分测定装置)的整体结构的立体图，图2是该装置的主视图，图3是该装置的分解立体图，图4是图1的IV-1V线的侧面剖视图。
[0034]如图1及图2所示，血糖值测定装置10具有构成外观的壳体12。该壳体12形成为稍显细长且适于手持的立体形状，以便供人单手握持并能够容易地对操作开关14进行按压操作。壳体12包括上壳体16、下壳体18、和前端壳体20,上壳体16和下壳体18上下重合，并且在上壳体16的前端部及下壳体18的前端部安装前端壳体20，由此进行组装。另夕卜，在壳体12上配置有:显示部22，其显示血糖值的测定所需要的信息的输入事项和确认事项、测定结果等；和操作部24，其由两个操作开关14组成。
[0035]如图3所示，在血糖值测定装置10的显示部22处，液晶罩28嵌入在形成于上壳体16上的开口窗26中，在该液晶罩28的下层内置有液晶面板30。此外,在上壳体16的上表面粘贴有为了覆盖液晶罩28及两个操作开关14而形成为适当大小的主面板32。
[0036]在操作部24中，两个操作开关14分别插入到设置在上壳体16的上表面的贯穿孔34中。操作部24通过这些操作开关14能够进行血糖值测定装置10的开/关操作等各种操作。
[0037]在具有显示部22及操作部24的上壳体16的背面侧(壳体12内部)，配置有显示部22的液晶面板30、和控制本血糖值测定装置10的主布线基板36。在主布线基板36上通过印制而形成有规定的布线电路。在该主布线基板36上安装有用于执行规定处理的微型计算机、存储有规定程序的ROM或RAM等存储装置、以及其他电子部件(有源元件，无源元件等)(均未图示)。
[0038]另外，在下壳体18的上表面侧(壳体12内部)设有电池收纳部38。在电池收纳部38中收纳有作为携带用电源的钮扣型电池40。该电池收纳部38被相对于下壳体18能够装拆地构成的电池盖42以能够开闭的方式覆盖。血糖值测定装置10通过钮扣型电池40的电力进行主布线基板36等的控制或显示部22的显示等。此外，在血糖值测定装置10中使用的电源不限于钮扣型电池，也可以为圆形干电池、方形干电池、充电电池或经由电源线与外部电源连接的结构。
[0039]如图1所示，由上壳体16及下壳体18重合而成的壳体12形成为，在从中间部到前端部的范围内前端逐渐变细，并且整体向壳体18侧弯曲。前端壳体20安装在该前端部上，构成为对血液进行光学检测的测定部50的壳体。
[0040]另外，在上壳体16上表面的靠前端部处设有对弹出操作件44的移动进行引导的长孔46 (参照图3)。该长孔46沿壳体12的前后方向以规定长度直线延伸，弹出操作件44的腿部44a以能够滑动的方式插入该长孔46内(参照图4)。在该腿部44a上，在壳体12内部螺纹固定有弹出部件48，能够通过弹出操作件44实现弹出部件48的滑动操作。
[0041]如图3所示，前端壳体20由安装在上壳体16及下壳体18上的方筒部52和形成在该方筒部52的前端侧的圆筒部54构成。在方筒部52的内部安装有用于对血液进行光学测定的各种部件。另一方面，圆筒部54的前端面开口，在该开口部56上以装拆自如的方式安装有测定尖端58。
[0042]测定尖端58具有:形成为圆板状的基部60 ;形成在该基部60的前端面侧的喷嘴62 ;和形成在喷嘴62的相反面侧的卡合部64。基部60形成为外径与圆筒部54的外径大致一致。在该基部60的中央立设有嗔嘴62。在嗔嘴62的中心轴线上形成有从如端面贯芽至背面的采集孔62a(参照图4)。另外，在喷嘴62的前端面形成有用于使血液易于吸取的凹槽62b (参照图2)。
[0043]测定尖端58的卡合部64形成为圆筒状,且以嵌合于圆筒部54的开口部56的外径形成。该卡合部64以向后方突出的方式形成有具有弹力的四个卡定爪(卡定部)66。各卡定爪66在外周侧形成有凸部66a,该凸部66a在各卡定爪66插入到圆筒部54中时,与形成在圆筒部54内的突条54a卡合(参照图6)。使该凸部66a越过突条54a而卡定在该突条54a上，由此将测定尖端58安装在圆筒部54上。
[0044]另外，如图4所示，在卡合部64的内侧设有与采集孔62a连通的试纸收容部68。在该试纸收容部68中收容有在采集血液时供该血液渗入的试纸(测定对象)70。血糖值测定装置10将照射光照射在该试纸70上，并接收来自试纸70的反射光，从而进行血液成分的测定。
[0045]图5是表示图1的血糖值测定装置10的测定部50的分解立体图，图6是测定部50的放大剖视图，图7是表示在测定部50中进行血液成分的检测的情况的说明图。
[0046]血糖值测定装置10的测定部50是对采集到测定尖端58中的血液所包含的成分进行光学检测的部位。如图5所示，测定部50为包含前端壳体20、测光块(块体)72、基板74及弹出部件48等的结构。如上所述，前端壳体20由方筒部52和圆筒部54构成，安装在由上壳体16和下壳体18重合而成的壳体12的前端部。该前端壳体20例如通过ASB树脂或聚碳酸酯等合成树脂而成形。
[0047]测光块72是保持进行血液成分的检测的基板74、并安装在前端壳体20内部的部件。该测光块72能够通过与前端壳体20相同的材料成形，由平板状的基端部76和从基端部76向前端方向突出的突出部78构成。
[0048]如图6所示，测光块72的基端部76在前表面具有突出部78，在后表面具有基板配置部80。基板配置部80形成为能够供基板74配置的平坦状，在该基板配置部80的大致中央部立设有对基板74进行定位的定位突起80a。该定位突起80a贯穿基板74的卡合孔74a，介入于后述的发光元件100与受光元件102之间，具有阻止从发光元件100向受光元件102的直接的光传递的功能。
[0049]另外，在基板配置部80上形成有两个开口部(照射光基板侧开口部104、反射光基板侧开口部106)。照射光基板侧开口部104与照射光用光路108连通，反射光基板侧开口部106与反射光用光路110连通。照射光用光路108及反射光用光路110分别贯穿测光块72 (基端部76及突出部78)内部，并彼此通过与定位突起80a相连的壁部109而被遮光。像这样，在血糖值测定装置10中，使照射光用光路108及反射光用光路110 —起形成在测光块72中，由此能够减少零部件数量，并且能够降低生产成本。
[0050]此外，在基端部76的后表面形成有从基板配置部80向后方突出的隔壁112。隔壁112以在将基板74配置于基板配置部80的状态下，包围测光块72的后表面的全边且比基板74更向后方突出的方式形成，具有防止液体接触基板74或灰尘等附着于基板74的功能。而且，在基端部76上形成有两处安装用螺纹孔82(参照图5)。安装用螺钉84从后方贯穿该安装用螺纹孔82，并螺纹固定在形成于前端壳体20上的安装用内螺纹(未图示)中，由此将测光块72安装在前端壳体20上。
[0051]另一方面，如图5所示，测光块72的突出部78形成为两侧面呈直线状且上下面呈圆弧状的大致圆筒体。在突出部78的前表面形成有突出部侧开口部86，该突出部侧开口部86通过将内表面沿突出部78的轴向切缺规定深度而具有安装部87。照射光用光路108及反射光用光路110与安装部87连通。该安装部87用于保持从前方侧插入的透镜88。
[0052]保持在测光块72上的透镜88呈在上部侧形成有照射光用透镜88a且在下部侧形成有反射光用透镜88b的一体型。该透镜88在安装时，以O型环90嵌入于侧周面的方式安装在安装部87上，由此使照射光用光路108及反射光用光路110为密封状态。该透镜88的具体构造及作用效果将在后叙述。
[0053]测定部50的基板74形成为能够配置在上述基板配置部80中的形状，在基板74的规定部位(两处)贯穿设置有基板侧螺纹孔92。基板用螺钉94从后方穿插入基板侧螺纹孔92中，并螺纹固定在形成于基板配置部80上的基板固定孔96中，由此将基板74配置在测光块72上。在该基板74的大致中央部，形成有与定位突起80a卡合的卡合孔74a。
[0054]如图6所示，在基板74的与基板配置部80相对的表面，安装有射出照射光的两个发光元件100(第I发光元件100a、第2发光元件100b)、和接收反射光的受光元件102。另一方面，在与发光元件100及受光元件102的安装面相反一侧的表面，安装有与受光元件102电连接的放大器(AMP) 103、及血液成分的检测所需要的其他电子部件(未图示)。而且，本实施方式的基板74形成为基于多个平板层(第I平板层75a、第2平板层75b)及遮光层75c的层叠构造，是防止外部光线等进入照射光用光路108及反射光用光路110的结构。
[0055]第I发光元件IOOa和第2发光元件IOOb是为了射出不同波长的照射光而设置的。作为发光元件100，例如，能够适用发出规定波长的光的发光二极管(LED)。另外，作为受光元件102，例如，能够适用光电二极管(PD)。此外，在本实施方式中，通过将不具有炮弹形状的包装(透射体)的发光元件100及受光元件102安装在基板74上，实现了基板74的小型化及血糖值测定装置10的小型化。[0056]放大器103具有放大受光元件102所输出的检测信号的功能。作为放大器103，例如，能够适用运算放大器。
[0057]在将基板74配置于测光块72的基板配置部80时，将发光元件100及受光元件102朝向基板配置部80配置。在已将基板74配置于基板配置部80的状态下，发光元件100配置在照射光用光路108的基端侧，受光元件102配置在反射光用光路110的基端侧。如图7所示，发光元件100在测定时射出照射光Li，经由照射光用光路108及照射光用透镜88a将该照射光照射到试纸70上。另一方面，受光元件102经由反射光用透镜88b及反射光用光路110接收从试纸70反射的反射光Lr。
[0058]在已将测光块72安装于前端壳体20的状态下，在前端壳体20的内周面与测光块72的突出部78侧面之间形成间隙114。在该间隙114中以能够滑动的方式配置弹出部件48。
[0059]如图5所示，弹出部件48为，使形成于前端侧的推出部116和固定该推出部116并能够滑动规定距离的滑动板118 —体成形的结构。
[0060]弹出部件48的推出部116形成为将圆筒形状的下部切缺规定量而成的圆弧状。
[0061]滑动板118形成为从推出部116向后方延伸的平板状。该滑动板118的中央部沿长度方向被切缺，在该切缺部118a的后端形成有弹簧用突起120。另外，在滑动板118的后部贯穿设置有弹出部件侧螺纹孔124，用于与弹出用螺钉122(参照图4)螺合而将滑动板118固定在弹出操作件44的腿部44a上。
[0062]另一方面，如图6所示，在前端壳体20上形成有用于收容弹出部件48的前端侧的弹出部件配置部126。该弹出部件配置部126形成在方筒部52内的上侧，是支承滑动板118的两侧端部的结构，具有向后方突出的弹簧配置突起130。
[0063]如图5及图6所示，关于弹出部件48，将弹簧部件132配置在切缺部118a中，并将弹出部件48设置在弹出部件配置部126中。该情况下，在弹簧部件132的一端插入弹簧用突起120,在另一端端插入弹黃配直突起130。
[0064]在将测光块72及弹出部件48配置于前端壳体20的状态下，推出部116配置在测光块72的突出部78外周面(上表面及两侧面)上。另外，弹出部件48以能够沿壳体12的长度方向自由滑动的方式配置，通过该弹出部件48的滑动，使推出部116在突出部78的外周上(g卩，间隙114中)进退移动。在测定尖端58安装于前端壳体20的情况下，通过弹出部件48向前端方向的移动，使推出部116推出测定尖端58的卡定爪66。由此，能够将测定尖端58从壳体12拆下。
[0065]接下来，详细说明本实施方式的透镜88的特征部分。图8是概略地表示透镜88的构造的立体图，图9A是透镜88的侧面剖视图，图9B是将反射光用透镜88b的一部分放大表示的侧面剖视图。
[0066]如上所述，透镜88的对照射光进行聚光的照射光用透镜88a和对反射光进行聚光的反射光用透镜88b—体成形。该透镜88能够使用玻璃材料或树脂材料等而成形。透镜88具有:安装保持在测光块72的安装部87上的被保持部140 ;具有照射光用透镜88a的功能的照射光凸部142 ;和具有反射光用透镜88b的功能的反射光凸部144。
[0067]如图9A所示，透镜88在被保持部140的一个面上形成有照射光凸部142及反射光凸部144，被保持部140的另一个面形成为平坦状。即，照射光用透镜88a和反射光用透镜88b共有被保持部140。该情况下，照射光用透镜88a通过照射光凸部142和被保持部140而作为平凸透镜发挥功能，反射光用透镜88b通过反射光凸部144和被保持部140也相同地作为平凸透镜发挥功能。
[0068]如图8所示，被保持部140整体形成为椭圆形，在侧周面的中央部分形成有槽部146。该槽部146沿侧周面的周向刻设，在将透镜88插入到安装部87中时供O型环90嵌入。
[0069]另外，如图9A所示，在被保持部140的表面，照射光凸部142形成为球面透镜。该情况下，根据试纸70、透镜88及发光元件100的间隔来调整球面透镜的球面的曲率半径。在本实施方式的血糖值测定装置10中，构成为在发光元件100与试纸70之间的大致中间位置配置照射光凸部142的球面(参照图6)，能够比较容易地设计球面透镜的形状。
[0070]另一方面，反射光凸部144由从被保持部140的表面突出规定量的圆柱部(突出部)148、和在圆柱部148上部形成非球面透镜的聚光部150构成。圆柱部148以与反射光用光路110的连通部110a(参照图6)卡合的外径形成，通过透镜88的安装而嵌合于反射光用光路110的连通部110a，其中，反射光用光路110的连通部IlOa形成在圆柱部148与测光块72的安装部87的连接部位。由此，能够可靠地将设置于圆柱部148上部的聚光部150定位在反射光用光路110的规定位置。
[0071]聚光部150的表面形成为非球面透镜。非球面透镜是形成为非球面的曲面的透镜，例如，双曲面或高次多项式曲面与之相符。聚光部150通过形成为非球面透镜，将从试纸70反射的反射光以不产生球面像差的方式聚光于受光元件102的表面。
[0072]更具体地说明本实施方式的聚光部150 (非球面透镜)，如图9B所示，非球面透镜的曲面(图9B的实线)形成为，中央部形成在与普通球面透镜的曲面(图9B的虚线)相同的位置，从中央部朝向周缘部，成为与球面透镜的曲面相比，最初急剧倾斜并逐渐平缓的曲面。此外，在图9中，图示了反射光用透镜88b的周缘部凹陷得较大的状态，但实际的非球面透镜的曲面相对于球面透镜仅以微小的形状差(例如，几Pm)形成。该非球面透镜的曲面能够根据透镜88的折射率和形状(直径、厚度及曲率半径)、或反射光用透镜88b和受光元件102、试纸70的配置间隔等而适当设计。
[0073]另外，透镜88的照射光用透镜88a(照射光凸部142)的光轴La和反射光用透镜88b (反射光凸部144)的光轴Lb形成为大致相互平行。由此，在使照射光用透镜88a和反射光用透镜88b —体成型时，与例如照射光用透镜88a和反射光用透镜88b的光轴La、Lb倾斜的结构相比，能够容易地进行透镜88的加工。特别是，在使反射光凸部144形成为非球面透镜的情况下，由于要求高度的加工技术，所以通过使彼此的光轴La、Lb平行，也能够实现加工效率的提高。
[0074]在将该透镜88安装于测光块72的情况下，在将O型环90安装于被保持部140的槽部146后，从突出部侧开口部86向安装部87插入透镜88。测光块72形成为突出部侧开口部86与透镜88的平面形状(椭圆形状)卡合的形状，而且，通过将该平面形状切缺至规定深度而形成有安装部87。因此，在安装透镜88时，通过从突出部侧开口部86的开口方向插入透镜88，能够容易地将该透镜88引导到安装部87。即，通过该测光块72，能够在透镜88的安装中发挥良好的安装性。
[0075]如图6所示，在将透镜88安装保持于安装部87的状态下，测光块72内的壁部109与被保持部140抵接，照射光凸部142的配置空间(照射光用光路108)和反射光凸部144的配置空间(反射光用光路110)被隔离。另外，安装部87的开口端部(突出部侧开口部86的前端)通过热铆接等而向内侧铆接。像这样，通过将突出部侧开口部86的开口端部进行铆接，能够防止透镜88的脱落，并能够通过安装部87进一步可靠地保持透镜88。
[0076]另外，在将透镜88安装保持于安装部87的状态下，照射光凸部142与发光元件100相对，反射光凸部144与受光元件102相对。如上所述,反射光凸部144的圆柱部148嵌合在连通部IlOa中。在此，在例如不具有圆柱部148的结构中，形成为非球面透镜的聚光部有可能产生错位，由此，会导致基于聚光部的反射光的聚光精度下降。与之相对，在本实施方式的反射光凸部144中，通过圆柱部148的嵌合，能够可靠地对聚光部150进行定位。因此，反射光用透镜88b能够稳定地将反射光聚光于受光兀件102。
[0077]另外，测光块72的基端部76和突出部78沿周向封闭，因此，能够减少反射光以外的光进入到反射光用光路110内的情况。即，测光块72形成为能够充分确保反射光用光路110内的遮光性的形状。
[0078]本实施方式的血糖值测定装置10基本以如上方式构成，接下来，说明通过血糖值测定装置10进行的血液成分的测定。在血液成分的测定中，首先使用安装有测定尖端58的血糖值测定装置10来采集被测定者的血液。具体而言，通过专用的穿刺器具(未图示)将指尖刺穿，使少量(例如，0.3?1.5μ L左右)的血液流出至皮肤上。然后，使安装在血糖值测定装置10前端的测定尖端58的喷嘴62前端抵接于从指尖流出的血液。
[0079]由此，血液经由喷嘴62前端的凹槽62b进入到采集孔62a内，并通过毛细现象而被吸引至后端。然后，血液渗入到收容于试纸收容部68内的试纸70中，并向试纸70的径向外侧以圆形扩开。在该血液展开的同时，血液中的葡萄糖与试纸70所包含的显色药剂开始反应，试纸70与葡萄糖量相应地显色。
[0080]如图7所示，在通过血糖值测定装置10对试纸70的显色进行光学检测的情况下，首先从第I发光元件IOOa(或第2发光元件100b)射出照射光Li。从第I发光元件IOOa(或第2发光元件100b)射出的照射光Li通过照射光用光路108而入射到照射光用透镜88a(照射光凸部142)。当照射光Li入射时，照射光凸部142按照其曲面使照射光Li的光线向光轴La的方向折射。通过照射光凸部142而折射的照射光Li的光线直接穿过透镜内并从被保持部140射出，聚光于试纸70的焦点位置A。
[0081 ] 当照射在试纸70上的照射光Li照射于试纸70的焦点位置A时，分为向照射光Li的入射方向反射的直接反射光和向其周围散射的散射光。如图6所示，反射光用透镜88b位于相对于试纸70的焦点位置A错开规定角度(例如，30° )的位置，散射光作为反射光Lr而入射。另外，接收反射光Lr的受光元件102相对于试纸70的焦点位置A，配置在以反射光凸部144的光轴Lb和反射光凸部144的顶部相交的交点B为基点的对称位置。反射光用透镜88b以使反射光Lr在该受光元件102的配置位置聚光的方式射出反射光Lr。
[0082]图10是概略地表示反射光用透镜88b内的反射光的光线LrO?Lr2的行进的说明图。从试纸70反射而来的反射光的光线LrO?Lr2在入射到反射光用透镜88b时，由于空间(空气)的折射率与透镜88的折射率不同而发生规定角度折射。在反射光用透镜88b的被保持部140及圆柱部148内，以规定角度折射的反射光的光线LrO?Lr2按原状态直线前进而被引导到聚光部150。在聚光部150处，反射光的光线LrO?Lr2按照非球面透镜的曲面而折射。
[0083]在此，具体说明反射光用透镜88b内的反射光的光线LrO?Lr2的行进，关于图10所示的穿过反射光凸部144顶部的反射光的光线LrO，其在相对于反射光凸部144的光轴Lb以角度Θ进入的情况下，从反射光凸部144的顶部以角度-Θ射出。而且，在反射光用光路110内，反射光的光线LrO按原状态直线前进，相对于相对的受光元件102的表面(焦
点位置C)以角度φ ( φ=90°-θ )入射。
[0084]另外，关于图10所示的穿过反射光凸部144上部的反射光的光线Lrl，其利用聚光部150(非球面透镜)的平缓曲面而使出射角度稍向光轴Lb倾斜。其结果为，反射光的光线Lrl从反射光凸部144上部稍向内侧折射而射出，在受光元件102的表面(焦点位置C)与成光线LrO对焦。
[0085]而且，关于图10所示的穿过反射光凸部144下部的反射光的光线Lr2，其以相对于聚光部150 (非球面透镜)的平缓曲面比光线Lrl大的角度进入，并使出射角度比光线Lrl更向光轴Lb倾斜。其结果为，反射光的光线Lrl从反射光凸部144下部向内侧折射而射出，在受光元件102的表面(焦点位置C)与光线LrO对焦。
[0086]像这样，反射光的光线LrO?Lr2利用反射光用透镜88b而聚光于受光元件102的表面的规定焦点位置C。通常,在聚光部150为球面透镜的情况下,反射光的光线LrO?Lr2的焦点位置C向光轴Lb方向错位。与之相对,在本实施方式中，由于聚光部150形成为非球面透镜，所以穿过反射光凸部144周缘部的反射光的光线Lrl及Lr2和穿过反射光凸部144顶部的反射光的光线LrO的焦点位置C 一致，能够大幅降低球面像差。
[0087]当接收到反射光Lr时，受光元件102对其光量进行检测。血糖值测定装置10根据该检测值测定试纸70的显色程度。
[0088]在通过血糖值测定装置10进行的血糖值的测定中，第I发光元件IOOa和第2发光元件IOOb的照射光Li交替射出。而且，通过第I发光元件IOOa所照射的照射光Li检测在显色药剂与葡萄糖的反应中产生的色素，并测定与葡萄糖量相应的显色浓度。另外，通过第2发光元件IOOb所照射的照射光Li检测红血球，并测定红血球的红色浓度。然后，使用根据红色浓度得到的血细胞比容值(hematocrit)对根据显色浓度得到的葡萄糖值进行修正，从而能够求出血糖值。
[0089]在测定结束后，在将测定尖端58从壳体12拆下时，将弹出操作件44向前端侧按压使弹出部件48向前方(前端侧)滑动。由此，弹出部件48的推出部116将测定尖端58的卡定爪66向前方推压,从而能够拆下测定尖端58。
[0090]该情况下，使用者通过单手操作就能够容易地将测定尖端58从血糖值测定装置10拆下。而且，由于测定尖端58安装在向下壳体18侧弯曲的壳体12的前端，所以通过弹出操作件44的操作，能够在手不触碰到测定尖端58的情况下简单且迅速地进行该测定尖端58的废弃处理。
[0091]图11是概略地表示本发明的透镜的变形例的说明图。如图11所示，透镜160的反射光用透镜162可以构成为,将反射光凸部164的聚光部166形成为球面透镜,在该球面透镜的表面粘贴通过树脂材料而成型的非球面透镜168。该情况下，为了使非球面透镜168的表面成为与图9的聚光部150 (非球面透镜)的曲面相同的曲面，非球面透镜168也采用聚光部166的形状(直径及曲率半径)而成型。通常，对非球面透镜的加工具有高度的技术要求，因此，通过像这样构成为与透镜160的加工分开地使非球面透镜168成型再粘贴该非球面透镜168的结构，能够比在透镜88上直接加工非球面透镜更廉价地生产。
[0092]另外，当反射光Lr倾斜地入射时，反射光用透镜88b根据斯涅耳定律在透镜内产生折射，因此，通过调整被保持部140的板厚，能够改变反射光的光线LrO的入射角度Θ。即，关于反射光用透镜88b，只要根据试纸70、透镜88 (反射光用透镜88b)和受光元件102的配置位置关系求出反射光的光线LrO的最佳入射角度Θ并以成为最佳入射角度Θ的方式设定被保持部140的板厚，就能够容易地将从试纸70反射的反射光Lr聚光于受光元件102的规定焦点位置C。由此，在将聚光部150加工成非球面透镜后，不改变非球面透镜的形状，通过调整被保持部140的板厚就能够修正反射光的焦点位置。
[0093]如上所述，血糖值测定装置10通过在测光块72上设置与透镜88的平面形状一致的安装部87，能够提高透镜88的安装性，从而能够实现装置的组装作业的效率化。另外，通过使反射光用透镜88b形成为非球面透镜，能够大幅降低反射光Lr的球面像差，从而能够提高生物体成分的测定精度。
[0094]此外，本发明不限于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内采用各种结构。例如，本发明的成分测定装置也可以作为测定尿成分的装置而应用，或者，除体液以外，也可以作为进行排水或工业用水等的成分测定的装置而应用。
[0095]另外，反射光凸部144的形状可以不是仅以降低球面像差为目的而形成。S卩，考虑作为像差而公知的彗形像差、非点像差、像面弯曲、歪曲像差、轴向色差，倍率色差等，使反射光凸部144形成为最佳曲面，由此能够更高精度地使反射光Lr聚光。
【权利要求】
1.一种成分测定装置(10)，从发光元件(100)向测定对象(70)照射测定用的照射光，通过受光元件(102)检测从该测定对象(70)反射的反射光，并根据其检测值测定含浸于所述测定对象(70)中的体液中的成分，所述成分测定装置(10)的特征在于，包括: 块体(72)，其具有与所述测定对象(70)相对地开口的安装部(87)，并且具有与所述安装部(87)连通且将所述反射光引导至所述受光元件(102)的反射光用光路(110);和反射光用透镜(88b)，其将所述反射光聚光于所述受光元件(102)， 所述反射光用透镜(88b)作为根据所述受光元件(102)的配置位置至少降低所述反射光的球面像差的非球面透镜而形成，通过将所述反射光用透镜(88b)从所述安装部(87)的开口插入到所述安装部(87)中而将所述反射光用透镜(88b)配置在所述反射光用光路(110)上。
2.如权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于， 所述块体(72)具有将所述照射光引导至所述测定对象(70)的照射光用光路(108)，在所述照射光用光路(108)上配置有将所述照射光聚光于所述测定对象(70)的照射光用透镜(88a), 所述反射光用透镜(88b)和所述照射光用透镜(88a)以共有保持于所述安装部(87)上的被保持部(140)的方式并列地一体成型。
3.如权利要求2所述的成分测定装置(10)，其特征在于， 所述反射光用透镜(88b)包括: 从所述被保持部(140)向所述反射光用光路(110)突出规定量的突出部(148);和 在所述突出部(148)上部形成有所述非球面透镜的聚光部(150)。
4.如权利要求2所述的成分测定装置(10)，其特征在于， 所述照射光用透镜(88a)的光轴和所述反射光用透镜(88b)的光轴形成为大致相互平行， 所述非球面透镜形成为降低相对于所述反射光用透镜(88b)的光轴以规定角度入射的所述反射光的球面像差的形状。
5.如权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于， 在将所述反射光用透镜(88b)插入到所述安装部(87)的内部的状态下，将所述安装部(87)的开口端部向内侧铆接。
6.如权利要求1所述的成分测定装置(10)，其特征在于， 所述成分测定装置(10)是主要测定血液成分中的血糖值的血糖值测定装置。
【文档编号】G01N21/27GK103443615SQ201280014284
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月1日 优先权日:2011年3月23日
【发明者】森田孝司, 长泽靖, 村山正美, 长冈芳雄, 泉永记 申请人:泰尔茂株式会社