生物体物质测定装置制造方法及图纸

生物体物质测定装置具备：红外光源部，辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；棱镜，在与生物体表面接触的状态下，使从红外光源部辐射的红外光透射，射出到生物体表面；光源，将可见光域或者近红外区域的波长的光辐射到棱镜；以及光位置检测器，通过检测从棱镜射出的来自光源的光来检测来自光源的光的路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物体物质测定装置
本专利技术涉及生物体物质测定装置，特别涉及使用红外光来测定存在于生物体内的糖等生物体物质的生物体物质测定装置。
技术介绍
以往的侵入型传感器使用针来进行採血，解析生物体中的物质的成分。特别是关于日常利用的血糖值传感器，为了缓和穿刺所致的患者的痛苦，要求非侵入方式。作为非侵入的血糖值传感器，尝试利用能够直接检测糖的指纹图谱的红外光的测定，但水对红外光的吸收强，所以红外光无法从皮肤表面到达至深处。因此，要求即使基于生物体中的糖的吸收小也稳定地且高精度地检测血糖值的技术。针对这样的要求，例如在专利文献1所记载的装置中，使用ATR(AttenuatedTotalReflection，衰减全反射)法测定血糖值。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-42952号公报
技术实现思路
在专利文献1中，为了提高测定精度，需要在多个波长下进行测定，所以利用波长可变激光器。然而，波长可变激光器利用外部谐振器构成，所以尺寸大，且成本高。因此，本专利技术的目的在于提供能够以低成本测定生物体物质的量的生物体物质测定装置。本专利技术的第1方面的生物体物质测定装置具备：红外光源部，辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；棱镜，在与生物体表面接触的状态下，使从红外光源部辐射的红外光透射，射出到生物体表面；光源，将可见光域或者近红外区域的波长的光辐射到棱镜；以及光位置检测器，通过检测从棱镜射出的来自光源的光来检测来自光源的光的路径。本专利技术的第2方面的生物体物质测定装置具备：ATR棱镜，能够贴紧于生物体表面；红外光源部，向ATR棱镜辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；以及红外光检测器，检测从ATR棱镜射出的至少1个波长的红外光。本专利技术的第3方面的生物体物质测定装置具备：ATR棱镜，能够贴紧于生物体表面；红外光源部，向ATR棱镜辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；以及红外光检测器，检测从ATR棱镜射出的红外光，红外光源部为各自辐射红外光检测器能够检测的波长区域中包含的单一波长的红外光的多个光源。根据本专利技术，无需使用波长可变激光器，所以能够以低成本测定存在于生物体表面的生物体物质的量。附图说明图1是表示实施方式1的便携式的非侵入的生物体物质测定装置80的结构的图。图2是表示实施方式1～6的便携式的非侵入的生物体物质测定装置80的使用例子的图。图3是表示实施方式2的便携式的非侵入的生物体物质测定装置80的结构的图。图4是示出糖的指纹图谱的图。图5是示出实施方式2的非侵入的生物体物质测定装置80的头部的构造的图。图6是示出实施方式2的红外光源部32的输出光的光谱的图。图7是红外光检测器30中包含的传感器阵列1000的示意图。图8是表示实施方式2的非侵入的生物体物质测定装置80的动作次序的流程图。图9是表示实施方式3的红外光检测器30的结构的图。图10是实施方式3的半导体光元件100的俯视图。图11是省略吸收体10的实施方式3的半导体光元件100的俯视图。图12是向III－III方向观察图11的半导体光元件100的情况下的剖面图(包括吸收体10等)。图13是表示实施方式3的半导体光元件100中包含的吸收体10的图。图14是表示实施方式5的红外光源部32的结构的图。图15是示出实施方式5的红外光源部32的输出光的光谱的图。图16是实施方式6的波长选择构造部11的俯视图。图17是向V－V方向观察图16的波长选择构造部11的情况下的剖面图。附图标记说明1、50：基板；2：中空部；3：支承脚；4：温度探测部；5：探测膜；6：薄膜金属布线；7：铝布线；8：反射膜；9：支承膜；10：吸收体；11：波长选择构造部；11a：入射红外光；11b：传播红外光；11c：辐射红外光；12：绝缘膜；13：吸收防止膜；14：金属层；16：电介质膜；17：金属贴片；18：中间层；20：ATR棱镜；20a、20b、20c、20d：ATR棱镜端面；30：红外光检测器；32：红外光源部；40：生物体表面；42：金属膜；43：主体；45：凹部；52、250：控制部；54：用户接口；71a、71b、71c、71d：单一波长光源；80：生物体物质测定装置；100：半导体光元件；110、120、130、140：非冷却红外线传感器；1000：传感器阵列；1010：检测电路；200：光源；210：棱镜；220：光位置检测器；230：棱镜；230a：入射光；230b：辐射光；230c：辐射折射光；240：折射率梯度。具体实施方式以下，使用附图，说明实施方式。实施方式1.以下，作为测定对象，将血糖值举为例子而进行说明，但本专利技术的测定装置并不限定于血糖值的测定，还能够应用于其它生物体物质的测定。在专利文献1所记载的ATR法中，使棱镜与被测定皮肤接触，所以瞬逝光不侵入至被测定皮肤的深处。其结果，存在生物体物质的量的测定精度低这样的问题。在本实施方式中，不基于ATR法测定生物体物质的量。图1是表示实施方式1的便携式的非侵入的生物体物质测定装置80的结构的图。非侵入的生物体物质测定装置80具备光源200、棱镜210、光位置检测器220以及红外光源部32。红外光源部32具备至少1个以上的红外光源。红外光源部32包括宽带的量子级联激光器，该量子级联激光器发射包括糖的指纹图谱的波长的波长范围8.5μm～10μm的全部波长区域或者一部分波长区域的红外光。用于测定的波长例如设为λ1、λ2、λ3。波长λ1、λ2的光被人体中的糖吸收。λ3的光不被人体中的糖吸收，被用作参照波长。用于测定的波长也可以设为还包括λ4的4个波长。从红外光源部32发射的红外光作为入射红外光11a而透射棱镜210，入射到作为被试验者的皮肤的生物体表面40。棱镜210用在可见光的波长区域～红外光的波长区域透射性高的硫化锌(ZnS)等物质构成。光源200为将可见光的波长区域～近红外的波长区域的波长的光输出1个波长的激光器。来自光源200的输出光作为入射光230a而入射到棱镜210，透射棱镜210内之后，作为辐射光230b或者辐射折射光230c而从棱镜210发射。辐射光230b与辐射折射光230c的差异是通过后述棱镜内的状态变化而产生的。辐射光230b或者辐射折射光230c入射到光位置检测器220。光位置检测器220通过检测从棱镜210射出的来自光源200的光来检测来自光源200的光的路径。光位置检测器220具备能够检测辐射光230b或者辐射折射光230c的光检测器。光位置检测器220检测入射到光检测器的位置。作为光位置检测器220的材料，例如能够使用廉价的光电二极管或者波长选择性良好的等离子体(plasmon)。接下来，叙述本实施方式中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物体物质测定装置，具备：/n红外光源部，辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；/n棱镜，在与生物体表面接触的状态下，使从所述红外光源部辐射的所述红外光透射，向所述生物体表面射出；/n光源，将可见光域或者近红外区域的波长的光辐射到所述棱镜；以及/n光位置检测器，通过检测从所述棱镜射出的来自所述光源的光来检测来自所述光源的光的路径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生物体物质测定装置，具备：
红外光源部，辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；
棱镜，在与生物体表面接触的状态下，使从所述红外光源部辐射的所述红外光透射，向所述生物体表面射出；
光源，将可见光域或者近红外区域的波长的光辐射到所述棱镜；以及
光位置检测器，通过检测从所述棱镜射出的来自所述光源的光来检测来自所述光源的光的路径。


2.根据权利要求1所述的生物体物质测定装置，其中，
射出到所述生物体表面的所述红外光被存在于所述生物体表面的所述生物体物质吸收，产生基于所述吸收的吸收热，从而在所述棱镜的内部生成折射率梯度。


3.根据权利要求2所述的生物体物质测定装置，其中，
从所述光源发射的光在因所述生物体物质的所述吸收热而在所述棱镜内产生的所述折射率梯度之中透射。


4.根据权利要求3所述的生物体物质测定装置，其中，
所述生物体物质测定装置具备控制部，该控制部根据在所述红外光源部未辐射所述红外光时由所述光位置检测器检测到的从所述光源发射的光的入射位置与在所述红外光源部辐射所述红外光时由所述光位置检测器检测到的从所述光源发射的光的入射位置之差，测定所述生物体物质的量。


5.一种生物体物质测定装置，具备：
ATR棱镜，能够贴紧于生物体表面；
红外光源部，向所述ATR棱镜辐射生物体物质的吸收波长的整个或者一部分波长区域的红外光；以及
红外光检测器，检测从所述ATR棱镜射出的至少1个波长的红外光。


6.根据权利要求5所述的生物体物质测定装置，其中，
所述红外光源部为辐射所述红外光检测器能够检测的波长区域的红外光的...

【专利技术属性】
技术研发人员：篠原弘介，榎健太郎，秋山浩一，小川新平，藤泽大介，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP