JP2001249073A - 光学センサユニット、それを用いた光学センサ装置および生体成分検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り扱いが容易な光学センサユニットを提供
するとともにその光学ユニットを用いるセンサ装置を提
供すること。 【解決手段】 光学センサユニットは、測定対象物を検
出するセンサ素子と、光源から発生する入射光をセンサ
素子に入射させて該センサ素子で反射した反射光を検出
器へ透過させるためのプリズムとから構成されるととも
に、前記センサ素子とプリズムは入射光と反射光の光路
上の光のみを通過させる遮光部材にて覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明は、一般に、測定対象
物を検出して所定の信号を出力するセンサ装置に関し、
特に、抗体抗原反応や触媒反応である酵素反応を利用す
るバイオセンサ分野において光を利用するセンサ装置に
関する。

【０００２】また、本発明は、一般に、測定対象物を検
出して所定の信号を出力するセンサ装置に関し、特に液
体をセンサ素子に送液し、センサ素子の交換が必要なセ
ンサ装置の送液部の改良に関する。

【０００３】

【従来の技術】光学センサは、半導体赤外線センサ、焦
電型赤外線センサ、レゾナントミラーセンサ、表面プラ
ズモンセンサ等が実用化されており、主に人体検知、物
体の検知、試料中の測定対象物検知等の測定に用いられ
ている。なかでも、表面プラズモンセンサは、センサ素
子表面近傍において媒質の屈折率の測定が可能であるた
め、ガスセンサ等の化学センサ、抗体抗原反応を用いた
バイオセンサ等に用いられており、特に、抗体をセンサ
素子に固定化して、その抗体が特異的に結合する蛋白
質、核酸、その他の生体関連物質などを検出、定量する
バイオセンサとして既に実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、既に使用さ
れている光学センサ装置は、特開昭６４−６８４２にあ
るようにプリズムとセンサ素子表面のみがユニットとし
て形成されこのユニットを交換することによって複数回
の測定を行う構成となっているが、この構造では測定毎
にユニットを交換しなければならないため作業が煩雑と
なり、また光学センサとして測定するために重要なプリ
ズムの部分がむき出しとなっているため、ユニット交換
時や運搬時等の取り扱いに注意を要し、更に汚れや傷に
よって検出ができなくなるという問題を有していた。

【０００５】また、特開平４−５０１４６２に開示され
ているセンサ装置においては、センサ素子のみを交換す
る構造となっているが、プリズムに汚れや傷が付いた場
合には、検出に支障をきたすため、装置の内部を修理
し、場合によっては部材全体を交換する必要がある。

【０００６】さらに、センサ装置本体内に設けられたセ
ンサ素子表面に試料を供給する流路は、流路内に異物混
入によるつまり等が生じた場合に、装置本体を分解する
必要があり、修理に時間を要していた。また、センサ素
子表面には被検試料と反応し、かつ試料を保持するため
の流路を有していなかったため、センサ素子交換時の液
垂れやセンサ素子交換後の液漏れ等があり、センサ素子
を簡単に交換することができなかった。

【０００７】従って本発明の目的は、取り扱いが容易な
光学センサユニットを提供するとともにその光学ユニッ
トを用いるセンサ装置を提供することにある。

【０００８】さらには、センサ素子の交換が容易で流路
内の修理が容易なセンサ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
測定対象物を検出するセンサ素子と、光源から発生する
入射光をセンサ素子に入射させて該センサ素子で反射し
た反射光を検出器へ透過させるためのプリズムとから構
成されるとともに、前記センサ素子とプリズムは入射光
と反射光の光路上の光のみを通過させる遮光部材にて覆
われていることを特徴とする。

【００１０】本発明においては、センサ素子及びプリズ
ムが一体に構成されているため、センサ素子及びプリズ
ムの位置決めが容易に行えるとともに、センサ素子及び
プリズムは遮光部材で覆われているため、外部からの接
触を防ぐ保護機能を有しており、センサ素子及びプリズ
ム表面などに傷や汚れが付かないように取り扱うことが
でき、光学センサユニットとしての運搬、輸送が容易に
行える。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
学センサユニットにおいて、前記センサ素子は、表面上
で測定対象物を含んだ流体が交換可能となる流路を有す
ることを特徴とする。

【００１２】本発明においては、センサ素子表面の測定
対象物を含んだ流体が交換可能となる流路を有すること
により、測定毎に光学センサユニットを交換する必要が
なくなり複数回の検出が可能となる。

【００１３】また、センサ素子表面に測定対象物を含ん
だ流体が交換可能となる流路を有することによって、流
路にセンサ素子表面保存用の流体を満たし、センサ素子
をいつでも使用できる状態で保存しておくことが可能と
なるため、測定前にセンサ素子を洗浄や乾燥させなくて
も測定対象物を含んだ流体とセンサ素子表面保存用の流
体を流路を通じて交換するだけで、即座に測定対象物の
測定が可能になる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１乃至２い
ずれか一項記載の光学センサユニットにおいて、前記光
学センサユニットは、光源からの光の光路を調整する光
路調整部材を設けたことを特徴とする。

【００１５】本発明においては、光学センサユニットに
光源からの光の光路を調整する光路調整部材を設けるこ
とによって、光学センサユニットとしてセンサ素子、プ
リズム及び光路調整部材の位置を固定できるため、セン
サ装置で測定するために一定の位置関係を保たなければ
ならない部材の位置を確定することが可能である。

【００１６】また、光路調整部材を設けることによっ
て、光源の光を散乱光や平行光等選択することが可能で
ある。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光
学センサユニットにおいて、前記光路調整部材は、集光
レンズであることを特徴とする。

【００１８】本発明においては、光路調整部材を集光レ
ンズにすることによって、光源の光をセンサ素子に集光
して照射することが可能であるため、測定に使用する光
源の光量を小さくすることができるため、安価なものや
小さなものを使用することができ、センサ装置の小型化
や省費用化が計れる。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項３記載の光
学センサユニットにおいて、前記光路調整部材は、ピン
ホールを有する遮光板であることを特徴とする。

【００２０】本発明においては、光路調整部材にピンホ
ールを有する遮光板にすることによって、レンズ自体の
大きさや焦点距離を考慮しない構成を取ることができ、
センサ装置の小型化が可能である。

【００２１】また、ピンホールを持つ遮光板は、ピンホ
ールの部分をマスキングした状態でのスパッタリングや
真空蒸着、エッチングやプレス等の作業で加工可能なた
め、レンズに比べて安価に、しかも容易に作製すること
ができる。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項３乃至５い
ずれか一項記載の光学センサユニットにおいて、前記光
路調整部材は、光源とセンサ素子との間に配置されると
ともに、センサ素子に対してＳＰＲを励起させるための
入射光の角度で凹部が形成され、該凹部内に配置されて
いることを特徴とする。

【００２３】本発明においては、光源とセンサ素子との
間に光路調整部材が配置されることによって、用途によ
っては、光源とセンサ素子をそのままの位置で、請求項
４記載の集光レンズや請求項５記載の遮光板等へ変更す
ることが可能である。

【００２４】また、請求項１記載の遮光部材にＳＰＲを
励起させるための入射光の角度で凹部が形成され、光路
調整部材が該凹部内に配置されることによって、光路調
整部材を該凹部内に配置することのみで入射光の入射角
度及びセンサ素子への照射位置を確定することが可能で
ある。

【００２５】請求項７記載の発明は、請求項１乃至２い
ずれか一項記載の光学センサユニットにおいて、前記プ
リズムは、光透過性樹脂であることを特徴とする。

【００２６】本発明においては、プリズムを光透過性樹
脂で作製することによって、プリズムを作製する際の金
型での加工が可能になり、成型性が向上するとともに、
大量に作製できるため、プリズムを安価に作製すること
が可能である。

【００２７】また、成型性の向上によりプリズム形状を
自由に選択することができるため、プリズム自体に光学
センサユニット内の位置を調整するための位置決め用の
ピンを立てたり、光路調整部材として例えば集光レン
ズ、ピンホールを有する遮光板等を固定する凹部を設け
照射位置の調整機能を設ける等、プリズムに入射光及び
反射光を透過する機能の他にも位置確定機能や照射位置
調整機能を付加することが可能となる。

【００２８】請求項８記載の発明は、請求項１乃至２い
ずれか一項記載の光学センサユニットにおいて、前記遮
光部材には、プリズムとセンサ素子を密閉して接面させ
るための位置合わせ部材が設けられていることを特徴と
する。

【００２９】本発明においては、プリズムとセンサ素子
を密閉して接面させるための位置合わせ部材が設けられ
ていることによって、プリズムとセンサ素子を遮光部材
内に配置することのみで容易にプリズムとセンサ素子の
位置決めができ、固定できるため、光学センサユニット
組立時にプリズムとセンサ素子の位置合わせを行うため
の治具等を必要とせず、また組立後のプリズムとセンサ
素子の位置の検査工程を省略できる。よって、光学セン
サユニットを素早く安価に作製することが可能になる。

【００３０】請求項９記載の発明は、請求項１乃至２い
ずれか一項記載の光学センサユニットにおいて、前記遮
光部材には、センサ素子からの反射光の光路上にプリズ
ム表面の汚れを防止する機能部が設けられていることを
特徴とする。

【００３１】本発明においては、遮光部材にプリズムか
らの反射光の光路上にプリズム表面の汚れを防止する機
能部が設けられていることによって、直接プリズム表面
に接触することが不可能になり、装置組立時や交換時等
の光学センサユニットを取り扱っている間や輸送中等の
間にプリズム表面を傷つけたり汚すことを防止すること
が可能である。

【００３２】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至１
０いずれか一項記載の光学センサユニットにおいて、前
記遮光部材は、センサ素子に測定対象物を送るための流
路を設けた上面部と連通した側面部材１）と、プリズム
を設置する底面部と連通した側面部材２）とから構成さ
れていることを特徴とする。

【００３３】本発明においては、本来センサ素子に測定
対象物を送るための流路を設けた上面部材とプリズムを
設置する底面部材とをそれぞれ側面部材に連通させた構
成にすることによって、上下左右の４面の部材を２つの
部材で構成できるため、部材点数が少なくて済み、部材
自体の作製費用や光学センサユニットの組立工数を削減
でき、光学センサユニットを安価に作製することが可能
である。

【００３４】また、組立部材点数が少ないため、組立時
に発生する組立誤差を減少させることができ、組立精度
を高めることが可能である。

【００３５】請求項１１記載の発明は、測定対象物を検
出するセンサ素子と、光源から発生する入射光をセンサ
素子に入射させて該センサ素子で反射した反射光を検出
器へ透過させるためのプリズムとから構成されるととも
に、前記センサ素子と、プリズムは光を遮光する遮光部
材にて覆われている光学センサユニットA)と、光源B)
と、センサ素子から反射した反射光を受光する検出器C)
とが、位置決め部材を有する同一部材に配置されてなる
ことを特徴とする。

【００３６】本発明においては、光学センサユニット
Ａ）と、光源Ｂ）と、センサ素子から反射した反射光を
受光する検出器Ｃ）とが、位置決め部材を有する同一部
材に配置されてなることによって、センサ装置として測
定に重要な光学センサユニットＡ）と、光源Ｂ）と検出
器Ｃ）の位置を正確に確定することが可能である。

【００３７】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の光学センサ装置において、前記光学センサユニット
は、位置決め部材から着脱可能に構成されていることを
特徴とする。

【００３８】本発明においては、光学センサユニットが
位置決め部材から着脱可能に構成されていることによっ
て、センサ素子表面が劣化した場合やプリズムに汚れや
傷が付いた場合等センサ素子あるいはプリズムの交換を
要する場合には、容易に交換することが可能である。

【００３９】さらに、光学センサユニットとして脱着可
能なため、センサ素子表面に残った流体が手に付着した
り、他の部材を汚したりする心配がない。

【００４０】請求項１３記載の発明は、請求項１１乃至
１２いずれか一項記載の光学センサ装置において、前記
光学センサユニットは、位置決め部材から着脱可能に構
成されているとともに、該光学センサユニットと当接す
る位置決め部材には着脱誘導部材が設けられていること
を特徴とする。

【００４１】本発明においては、光学センサユニットと
当接する位置決め部材には着脱誘導部材が設けられてい
ることによって、脱着誘導部材により光学センサユニッ
トが脱着容易な位置まで誘導されるので、脱着を容易
に、確実に行うことが可能である。

【００４２】請求項１４記載の発明は、請求項１１記載
の光学センサ装置において、前記光学センサユニット
は、側面に位置決め部材と接合する構造を設けているこ
とを特徴とする。

【００４３】本発明においては、光学センサユニットが
側面に位置決め部材と接合する構造を設けていることに
よって、光学センサユニットを位置決め部材へ装着する
ときに接合する構造部と位置決め部材を接合する動作の
みで光学センサユニットの位置が確定し、光学センサユ
ニットの固定が確実となる。

【００４４】請求項１５記載の発明は、請求項１１乃至
１４いずれか一項記載の光学センサ装置において、前記
同一部材は、光学センサユニットに測定対象物を流入さ
せるための流入部と光学センサユニットから排出するた
めの排出部とからなる流路を有することを特徴とする。

【００４５】本発明においては、光学センサユニットに
測定対象物を流入させるための流入部と光学センサユニ
ットから排出するための排出部とからなる流路を有する
ことによって、光学センサユニットと光学センサ装置と
の配管を接続することができ、光学センサユニット内の
センサ素子表面へ流体を送液することが可能になる。

【００４６】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の光学センサ装置において、前記流路は、前記光学セン
サユニット表面に対して着脱可能に構成されていること
を特徴とする。

【００４７】本発明においては、前記流路が前記光学セ
ンサユニット表面に対して着脱可能に構成されているこ
とによって、光学センサユニット外部からセンサ素子表
面に流体を送液するための配管の接続や取り外しが容易
に行えるようになり、光学センサユニットの交換時には
容易に交換作業を行うことができる。

【００４８】請求項１７記載の発明は、請求項１１記載
の光学センサ装置において、前記光源は、レンズと発光
体が一体で構成されていることを特徴とする。

【００４９】本発明においては、光源がレンズと発光体
が一体に構成されていることによって、レンズと発光体
の位置関係を一定に固定できるとともに、レンズを一定
位置に固定するための部材等を必要としないため、光学
センサ装置の組立工数の削減や装置の小型化が可能であ
る。

【００５０】請求項１８記載の発明は、生体成分検出装
置であって、被験試料中の測定対象物の定量が測定可能
なセンサ装置であって、請求項１１乃至１７いずれか一
項記載の光学センサ装置と、該光学センサ装置に被験試
料を送る送液手段と、前記センサ素子表面を洗浄する溶
液貯留部とを備えたことを特徴とする。

【００５１】本発明においては、光学センサ装置と、該
光学センサ装置に被験試料を送る送液手段と、前記光学
センサユニット表面を洗浄する溶液貯留部とを備えたこ
とによって、光学センサ装置で測定を行いたい被験試料
を生体成分検出装置に挿入することのみで、被験試料の
測定が可能である。

【００５２】また、光学センサユニット表面を洗浄する
ための溶液貯留部を備えているため、被験資料を測定し
た後、センサ素子表面を洗浄でき、繰り返し測定するこ
とが可能である。

【００５３】請求項１９記載の発明は、尿成分検査装置
であって、便器に設けられる採尿手段と、該採尿手段か
らの尿をセンサ装置へ搬送する搬送手段と、該搬送手段
より送られる尿に含まれる測定対象物を定量する請求項
１１乃至１８いずれか記載の光学センサ手段と、該光学
センサ装置のセンサ素子表面を洗浄するための溶液貯留
手段と、該光学センサ装置で定量された数値を表示する
表示手段とを備えたことを特徴とする。

【００５４】本発明にあっては、便器に設けられる採尿
手段に排尿することのみで、尿をセンサ装置へ搬送する
搬送手段がセンサ装置へ尿を搬送し、尿に含まれる測定
対象物を測定し、測定結果を数値で表示することが可能
である。

【００５５】また、センサ素子表面を洗浄するための溶
液貯留手段を備えているため、測定後のセンサ素子表面
を洗浄することができ、繰り返し測定が可能である。

【００５６】請求項２０の発明は、測定対象物を検出す
るセンサ素子と、該センサ素子の表面上に一体的に形成
され、前記測定対象物が流動するための流路と、を備え
たセンサユニットである。

【００５７】請求項２０の発明によれば、流路を測定対
象物が流動すると、センサ素子により測定対象物が検出
される。このため、測定対象物を連続的に流動させるこ
とにより、連続的に検出することが可能となる。また、
流路はセンサ素子の表面に一体的に形成されているた
め、センサユニットを装置に組み込む際の手間が省け
る。

【００５８】請求項２１の発明は、前記流路の入口と出
口を、前記センサ素子の表面よりも高い箇所に設けたセ
ンサユニットである。

【００５９】請求項２１の発明によれば、流路の入口と
出口を、センサ素子の表面よりも高い箇所に設けたの
で、流動の止まった測定対象物はセンサ素子の表面に滞
留する。したがって、センサ素子の表面は、測定対象物
の流動が止まっても、測定対象物を含んだ溶液で浸され
乾燥することがない。

【００６０】請求項２２の発明は、トイレ内での用便行
為により得られた使用者の***物を測定し、該測定に基
づいて該使用者の健康管理に関与する情報を提供する測
定・提供動作を行う健康管理装置であって、便器に備え
られ、前記***物を取得する取得手段と、該取得手段に
よって取得された***物に含まれる所定の成分を検出す
るセンサ素子と、該センサ素子の表面上に一体的に形成
され、前記***物が流動するための流路と、から構成さ
れるセンサユニットと、該センサユニットによって検出
された成分の所定の物理量を測定する測定手段と、を備
えたことを特徴とする。

【００６１】請求項２２の発明によれば、流路を***物
が流動すると、センサ素子により***物に含まれる所定
の成分が検出される。このため、***物を連続的に流動
させることにより、***物に含まれる所定の成分を連続
的に検出することが可能となる。また、流路はセンサ素
子の表面に一体的に形成されているため、センサユニッ
トを装置に組み込む際の手間が省ける。

【００６２】しかも、本発明の健康管理装置によれば、
日常生活の中で***される***物から測定の結果を得
る。つまり、専門機関によらず、日常生活の中で測定す
ることができる。したがって、非常に緩やかに進行した
り、改善したりする健康状態の変化を捉えるのに十分な
頻度で測定の結果を取得することができ、種々の病気の
予防、早期発見および治療を有効に行うことができる。
なお、***物としては、尿、便などの用便行為による排
泄物を対象とすることができる。また、目的に応じて
汗、唾液、***物、経血などを対象としてもよい。***
物に関わる所定の物理量としては、***物自体の体積、
質量、密度などの他、***物中に含まれる種々の成分の
含有量、濃度などが挙げられる。

【００６３】また、請求項２３の発明では、前記センサ
ユニットに形成された流路を洗浄する洗浄手段を備えた
ことを特徴とする。

【００６４】請求項２３の発明によれば、洗浄手段によ
って、センサユニットに形成された流路を洗浄するの
で、繰り返しの測定が可能となる。

【００６５】また、請求項２４では、前記***物は尿で
あり、前記測定は、尿糖、蛋白、潜血、ナトリウムイオ
ン、尿酸のうち、少なくとも一つの成分に関するもので
あることを特徴とする。

【００６６】ここに例示した測定データは、それぞれ次
の意義を有している。尿糖は糖尿病の予防、発見、治療
などに活用することができる。蛋白は尿中アルブミンと
も呼ばれ、糖尿病性腎症の早期発見に有効に活用でき
る。特に、糖尿病性腎症は、非常に早期に発見し、治療
を行わないと治癒しないといわれているため、尿中アル
ブミンの検出は有効性が高い。糖尿病性腎症の早期で
は、アルブミンが尿中に微量に***されることが知られ
ている。したがって、このような微量のアルブミンを測
定データとして検出可能にすれば、糖尿病性腎症の早期
発見に活用することができる。当然、非糖尿病性の腎症
の発見にも有効である。

【００６７】潜血は、腎臓、尿管、尿道などに生じる炎
症、結石等の兆候の一つである。早期においては、尿中
に血液が混入していることが一見して確認することがで
きず、本人にも自覚症状がない無症候性血尿と呼ばれる
状態にある。本発明の健康管理装置において、潜血を測
定データとしておけば、かかる無症候性血尿の段階で潜
血を検出することが可能であるから、上記種々の病気の
早期発見および治療に活用することができる。

【００６８】ナトリウムは、一日の塩分の摂取量の目安
となる測定データである。塩分が高血圧症や心不全など
の要因となることはよく知られている。これらの病気の
予防、治療のためには塩分の摂取量を適切な値にコント
ロールすることが好ましい。ところが、塩分の摂取量は
必ずしも味覚に沿うものではなく、それほど塩辛く感じ
ない食品にも多量の塩分が含まれている場合があること
が多い。一方、尿中のナトリウム塩分の摂取量にほぼ比
例することが知られている。したがって、測定データと
してナトリウムを検出するものとすれば、塩分の摂取量
を把握することができ、そのコントロールに活用するこ
とができる。

【００６９】尿酸は、痛風などの原因物質として知られ
ている。尿酸は一日の合成量の約８０パーセント弱が尿
中に***されるといわれている。したがって、尿中の尿
酸を測定すれば、体内の尿酸値を推定することができ、
痛風その他の病気の予防、治療に活用することができ
る。

【００７０】ここで説明した種々の測定データは、例示
に過ぎず、その他種々の測定データを本発明の健康管理
装置の測定対象とすることが可能である。当然、複数の
測定データを測定の対象としても構わない。

【００７１】また、請求項２５では、前記測定の結果を
逐次記憶する第一の記憶手段と、前記測定・提供動作に
は、前記第一の記憶手段に記憶された複数の測定結果を
用いた統計処理が含まれることを特徴とする。

【００７２】測定データは使用者の日常生活行為に起因
する種々の誤差を含んでいるが、通常、これらの誤差は
所定の範囲内のばらつきに収まる。請求項２５では、測
定データを逐次記憶可能とし、記憶された測定の結果に
基づいて統計処理を施すことにより、健康管理に活用可
能な程度に誤差の影響を低減することができる。したが
って、請求項２５によれば、測定項目を増やしたり、測
定データ自体に複雑な補正処理を施すことなく、健康管
理に活用可能なデータを取得することができる。また、
請求項２５によれば、意義ある測定データを得るため
に、***物を取得する際の条件を調整する煩雑さを回避
することができる他、取得条件を入力するなどの煩雑さ
をも回避することができる。もちろん、取得条件を入力
可能とし、これを考慮した上で統計処理を施すことも可
能である。

【００７３】また、次のような統計処理を施すものとす
ることもできる。前述した通り、一般的には、測定デー
タの誤差は所定のばらつきの範囲に収まると考えられ
る。逆に、所定のばらつきから外れる測定データが得ら
れた場合には、通常の誤差要因以外の原因、つまり使用
者の健康状態に何らかの異常があったものと推測するこ
とができる。したがって、標準偏差および平均値を計算
し、平均値に対して標準偏差に基づいて規定される所定
のばらつきの範囲外にある測定データを抽出するととも
に、抽出された測定データの値や発生頻度を算出するも
のとしてもよい。こうすれば、これらの値および発生頻
度に基づいて健康状態を管理することができる。

【００７４】なお、統計処理の方法および適切な結果を
得るために必要となる結果の数は、測定データの内容に
応じて種々設定可能である。例えば、尿糖のように日内
変動の大きい測定データについては、複数日に亘って取
得されたデータの中から、取得条件が類似した測定デー
タを選択して、経日変化を統計的に求めるものとするこ
とができる。日内変動が比較的少ない測定データについ
ては、得られた全てのデータに基づいて統計処理を施す
こともできる。統計処理は、例えば、平均値や標準偏差
の算出など、周知の種々の方法で実行することができ
る。

【００７５】また、請求項２６では、前記複数の健康管
理装置間で前記測定の結果をやりとり可能なデータ授受
手段を備える。

【００７６】日常生活において個人が用便をする場所は
一カ所とは限らない。自宅や外出先などの様々な場所で
用便するのが通常である。健康管理装置に、上述のデー
タ授受手段を備えるものとすれば、複数の装置間で測定
データのやりとりが可能となるため、異なる場所で用便
をした場合であっても、これらのデータを一元的に管理
することができる。この結果、個人の分析データをより
頻繁に取得することができ、より適切な健康管理を行う
ことができる。

【００７７】なお、データ授受手段としては、種々の手
段が適用可能である。例えば、健康管理装置同士でデー
タを有線または無線の通信により授受可能な構成とする
こともできる。この場合には、健康管理装置同士で直接
データをやりとりする態様の他、ネットワークを介して
データをやりとりする態様の可能である。また、データ
授受手段として、個人の測定データをフレキシブルディ
スクなどの携帯可能な記録媒体に記録する方法を採用す
るものとしてもよい。

【００７８】なお、データ授受手段を備える場合、健康
管理装置以外の装置、例えば、汎用コンピュータなどと
もデータのやりとりを可能とすれば、さらに望ましい。
こうすれば、測定データに基づいて、より適切な健康管
理を行うことができる。

【００７９】また、請求項２７では、複数の使用者を識
別する識別手段と、該識別された使用者との相関を確保
した態様で、前記測定の結果を記憶する第二の記憶手段
を備えたことを特徴とする。

【００８０】本発明の健康管理装置は、便器に備えられ
たものであるから、日常生活においては、一台の健康管
理装置を複数の使用者が使用する可能性が高い。かかる
場合に、請求項２７では、使用者との相関を確保して前
記測定データを記憶することができる。したがって、複
数人が使用する場合であっても、各個人の健康管理を適
切に行うことが可能となる。

【００８１】使用者の識別手段には、種々の手段が適用
可能である。例えば、使用者が自己を特定するための操
作を行うものとすることができる。健康管理装置に予め
入力された使用者のリストから自己を選択する方法とし
てもよいし、使用をする際に自己を特定するＩＤを入力
するものとしてもよい。また、健康管理装置の操作部に
指紋を測定する機能を持たせるものとしてもよい。さら
に、家庭での使用のように、使用者の性差、年齢差など
が大きく離れていることが想定される場合には、体重、
静電容量などの情報に基づいて使用者を識別するものと
してもよい。

【００８２】なお、請求項２７では、さらに使用者に応
じて測定データを異なるものとしてもよい。こうすれ
ば、各人が必要とする測定データのみを取得することが
できるため、測定に要する費用および測定データを記憶
する記憶手段の容量を節約することができる。

【００８３】本発明の健康管理装置は、種々の測定対象
を設定可能であるが、特に、使用者の健康状態の長期的
な変化を検出可能な測定データを対象することが好まし
い。

【００８４】生活習慣病などのように、１ないし２日程
度で急激に進行する訳ではなく、長期間に亘って緩やか
に病状が進行する病気については、その予防および治療
のために、頻繁に検査を行うことが望ましい。本発明の
健康管理装置によれば、日常生活で分析データを適切に
取得することができるため、個人が大きな負担を感じる
ことなく、十分な頻度で検査を行うことができる。した
がって、使用者の健康状態の長期的な変化を検出可能な
測定データを対象としておけば、生活習慣病などの予
防、早期発見および治療に有効に活用することができ
る。なお、長期間とは、病気の種類および病状に応じ
て、その進行を評価するのに適した期間をいう。数日で
ある場合もあれば、数週間、数ヶ月などの長期に亘る場
合もある。

【００８５】本発明の健康管理装置は、装置の構成に関
するものとして、発明の実施の形態では、洋式便器のリ
ム部分に着脱可能な採用ユニットを有する構成としてい
る。これに対し、装置を携帯可能な大きさとしてもよ
い。装置全体を携帯可能にする他、種々の態様で携帯可
能な装置を構成することができる。例えば、尿を採取し
保存するユニットおよび尿の採取条件を記憶するユニッ
トのみを携帯可能として構成し、尿の分析自体は据え付
けの健康管理装置本体で事後的に行うものとしてもよ
い。また、尿中の各成分を測定するためのセンサとして
簡易な方法を採用するものとしてもよい。さらに、分析
対象となる成分を限定した装置として構成してもよい。
こうすれば、トイレを選ばずに測定データを取得するこ
とができ、健康管理に活用可能な測定データをより頻繁
かつ継続的に取得することが可能となる。また、個人ご
とに装置を用意することができるため、使用者の特定が
容易となる利点もある。

【００８６】また、採尿ユニットを便座に組み込むこと
も可能である。こうすれば、採尿ユニットを安定して洋
式便器に取り付けることが可能となる。当然、便座自体
を取り替えることによって、既に設置されている洋式便
器に後から健康管理装置を取り付けることが可能であ
る。この他、健康管理装置を洋式便器またはキャビネッ
トに内蔵してもよいことはいうまでもない。採尿ユニッ
トを取り付ける便器も洋式便器に限られない。

【００８７】請求項２８記載の発明は、被検試料と反応
するバイオセンサ素子と、その反応量を検出する検出器
と、を備えてなるセンサ装置において、入側開口と、出
側開口と、この入側開口から出側開口の間の流路とを有
し、この流路内にバイオセンサ素子を配置したセンサユ
ニットを具備するとともに、センサユニットが着脱され
る装着部と、入側開口、出側開口に対応する出口、入口
を有する本体側ユニットを具備し、入側開口と出口を取
り付けることによりバイオセンサ素子への流体供給路を
形成し、出側開口と入口を取り付けることによりバイオ
センサ素子からの流体排出路を形成するよう構成してな
ることを特徴とする。

【００８８】本発明においては、センサユニットと本体
側ユニットが別部材で形成されていることによって、流
路内につまりが生じたときに容易に流体供給路と流体排
出路とを分解することができ、容易に修理することが可
能となる。

【００８９】また、センサユニットは入側開口から出側
開口の間の流路内にバイオセンサ素子が配置されている
ため、センサ素子交換時にも液垂れを起こすことなく、
容易にセンサ素子の交換が可能となる。

【００９０】請求項２９記載の発明は、以上の発明にお
いて、出口、入口は、出口を入側開口に取り付けた場
合、同時に入口が出側開口に取り付けられるよう構成さ
れていることを特徴とする。

【００９１】本発明においては、センサユニットの交換
時に容易に本体側ユニットに装着することが可能とな
る。

【００９２】請求項３０記載の発明は、以上の発明にお
いて、入側開口と出口を取り付けることにより流体供給
路のシールがなされ、出側開口と入口を取り付けること
により流体排出路のシールがなされることを特徴とす
る。

【００９３】本発明においてはセンサユニットの交換作
業後も、センサユニットを本体側ユニットに確実に装着
することが可能となるため、試料等の液漏れの心配がな
い。

【００９４】請求項３１、３２記載の発明は、出口、入
口は各々凸部材先端に形成されており、これら凸部材
は、入側開口、出側開口に挿入可能であることを特徴と
し、２つの凸部材は、相互に移動可能であることを特徴
とする。

【００９５】本発明においては、出口、入口が凸部材先
端に形成されているため、入側開口、出側開口により確
実に流路の連結を行うことができる。

【００９６】請求項３３記載の発明は、以上の発明にお
いて、流路は、内容積が直方体形状の中央部分と、この
中央部分よりも流路面積が大きい上流部分、下流部分と
を有しており、バイオセンサ素子は、その表面が中央部
分に面していることを特徴とする。

【００９７】本発明においては、バイオセンサ素子表面
の流路より流路面積が大きい上流部分、下流部分となっ
ているため、バイオセンサ素子表面での液交換が確実に
行うことができる。

【００９８】請求項３４記載の発明は、以上の発明にお
いて、光源から発生する入射光をバイオセンサ素子に入
射させて、バイオセンサ素子で反射した反射光を検出器
へ透過させるためのプリズムを有するとともに、センサ
ユニットは、このプリズムを具備してなることを特徴と
する本発明においては、センサユニット内にプリズムを
具備してなることによって、プリズムが直接センサ装置
の部材に触れることがないため、プリズムの汚れや破損
等を防ぐことができる。

【００９９】請求項３５記載の発明は、被検試料と反応
するバイオセンサ素子と、その反応量を検出する検出器
と、光源から発生する入射光をバイオセンサ素子に入射
させて、バイオセンサ素子で反射した反射光を検出器へ
透過させるためのプリズムと、を備えてなるセンサ装置
において、バイオセンサ素子とプリズムが位置関係が固
定された状態で配置されたセンサユニットと、センサユ
ニットが着脱される装着部を有する本体側ユニットと、
を具備し、センサユニットが本体側ユニットに対して着
脱自在であることを特徴とする。

【０１００】本発明においては、センサユニットが本体
側ユニットに対して着脱自在であることによって、セン
サユニット内のバイオセンサ素子が劣化した場合に、バ
イオセンサ素子をセンサユニットの交換によって容易に
行うことができる。

【０１０１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。図１は、第１実施例の光学セ
ンサユニットの全体構成を示す側面から見た断面図であ
る。

【０１０２】上記光学センサユニットは、図１に示すよ
うに、センサ素子１と、プリズム２と、光路調整部材３
と、流路を形成してセンサ素子と送液部との間のシール
を行うシール材４と、センサ素子に測定対象物を送るた
めの流路を設けた上面部と連通した側面部材５と、プリ
ズムを設置する底面部と連通した側面部材６とを備え
る。

【０１０３】センサ装置として測定を行うためには、セ
ンサ素子１上に測定対象物を送液し、その送液された位
置に光源１０からの光を光路調整部材３で調整してプリ
ズム２内に入射させ、センサ素子１から反射してきた光
を検出器１１で受光し、検出、必要に応じて定量化する
という動作が必要である。

【０１０４】そのとき、センサ素子１とプリズム２の位
置や、光路調整部材３で調整した光の入射角度や照射位
置が正確な位置に固定されていないと正しい測定をする
ことができない。

【０１０５】図１に示す光学センサユニットでは、プリ
ズム２は底面部と連通した側面部材６の図右側の基準面
２０へ押しつけることによって位置が確定する。そし
て、プリズム２にセンサ素子１を上から置き、その状態
で上面部と連通した側面部材５で上から押さえて組み付
ける。そのとき、側面部材５には位置合わせ部材７が備
わっていて、プリズム２を組立時に側面部材６の基準面
に押しつける役割を果たし、センサ素子１とプリズム２
の位置が正確に固定できる。

【０１０６】また、プリズム２は光透過性樹脂で作製し
たものを使用した場合、プリズム２自体に位置決めピン
（図示しない）を設け、それに合わせた凹部（図示しな
い）を側面部材６に設けてプリズム２の位置決めを行っ
たり、その逆でプリズム２に凹部（図示しない）を設
け、それに合わせた凸部（図示しない）を側面部材６に
設ける等、プリズム２の形状に自由度があるため、より
容易で正確にプリズム２の位置を固定することができ
る。

【０１０７】また光路調整部材３については、光の入射
角度に合わせて側面部材６に凹部が作製されており、そ
の凹部の穴径と光路調整部材６の外径は圧入できる寸法
に作製されているため、光路調整部材３を側面部材６の
凹部に配置することのみで光の入射角度を固定すること
ができる。

【０１０８】また光の照射位置については、適切な光の
照射位置になるように凹部やプリズム等の位置が固定さ
れているため、光路調整部材３を側面部材６の凹部内に
押し当てて固定することにより、光の照射位置を正確に
固定できる。

【０１０９】また、光路調節部材３は図１に示したよう
に光源１や前記光学センサユニットから独立した部材な
ため、用途に合わせて光路調節部材３に前記集光レンズ
を用いたり前記ピンホールを有する遮光板を用いたり
と、光路調整部材３のみを交換できる。

【０１１０】ここでいう用途とは、集光レンズは、例え
ば光源の出力が小さい小型なＬＥＤや安価なＬＥＤを使
用する場合等、ピンホールを有する遮光板は、光学セン
サ装置を小型化する場合やレンズは高価であるため光学
センサ装置のコストダウンをはかる場合等があげられ
る。

【０１１１】センサ素子１の表面は抗体が固定されてい
て、その抗体をいつでも測定できる状態に保つために
は、センサ素子１表面を保存液で満たしておく必要があ
る。センサ素子１は流路を形成してセンサ素子１と送液
部との間のシールを行うシール材４を備え、シール材４
をセンサ素子１に測定対象物を送るための流路を設けた
上面部と連通した側面部材５で上部からセンサ素子１へ
押しつけてセンサ素子１表面に流路８を形成する。その
状態で流路８に保存液を流し、貯蔵しておくことによっ
て、センサ素子１表面の抗体を保存することができる。
本光学センサユニットでは、保存液をセンサ素子１表面
に流した後、流路８外部に保存液が流れ出さないよう
に、センサ素子１表面に気泡が入り込まないように側面
部材５に設けた流路に蓋（図示しない）を設けて栓をし
て、流路部８内を常時液封した状態とする。

【０１１２】前記のように、側面部材５と側面部材６は
センサ素子１表面の保存という役割を果たしているが、
もう一つ、プリズム２の保護の役割も果たしている。プ
リズム２の入射面、反射面及び出射面は鏡面でなければ
ならず、それらの面に傷や汚れが付着した場合、測定結
果に大きく影響を与える。そこで、側面部材５と側面部
材６でプリズム２を組み込こむことによって、外部から
の接触や衝撃時の破損等からプリズム２を保護する。

【０１１３】前記光学センサユニットの遮光部材内にセ
ンサ素子１とプリズム２を組み込むことによって、セン
サ素子１とプリズム２を保護、保管することができるた
め、光学センサユニットを運搬や輸送しているときに、
センサ素子１やプリズム２を傷つけたり汚したりするこ
とがなく、またセンサ素子１表面は常に測定可能な状態
になっているため、運搬や輸送、光学センサユニットの
交換がとても素早く便利に行える。

【０１１４】図２乃至５は、第１実施例の光学センサ装
置の全体構成を示す図である。

【０１１５】上記光学センサ装置は、図２乃至５に示す
ように、光学センサユニット９と、光源１０と、検出器
１１と、光学センサユニット９着脱誘導部材１２と、光
学センサユニット９に測定対象物を流入させるための流
路部１３と、光学センサユニット９用位置決め部材１４
と、光源１０と検出器１１と光学センサユニット９用位
置決め部材１４を配置している同一部材１５とを備え
る。

【０１１６】本光学センサ装置においては、光学センサ
ユニット９と、光源１０と、検出器１１との位置関係が
センサ装置の測定結果に影響を与える。そこで、同一部
材１５に光源１０と検出器１１については直接固定して
位置決めをする。光学センサユニット９については、セ
ンサ素子１を設けており交換可能にするために、着脱可
能の構成とする必要がある。よって、同一部材１５に直
接固定することができないので、確実に一定位置に光学
センサユニット９を固定できるようにするために、同一
部材１５には光学センサユニット９用位置決め部材１４
を固定している。

【０１１７】位置決め部材１４は、三つの同寸法の台座
からなっている。この台座の上面三点に光学センサユニ
ット９側面を押圧することにより、光学センサユニット
９のＸ軸方向の位置決めを行うことができる。

【０１１８】また、位置決め部材１４の三つの台座のう
ち、二つには図５に示すように、先端が細くなっている
ピンが立っている。その相手として、図１に示すよう
に、光学センサユニット９には位置決め部材１４と接合
する構造１６を備えている。位置決め部材１４の先端が
細くなっているのは、接合する構造１６との接合をスム
ーズに行うためである。また、接合する構造１６の入り
口も面取り等をして径を広くした部分を設けることによ
って、位置決め部材１４と接合する構造１６との接合を
スムーズに行うことができる。位置決め部材１４と接合
する構造１６を接合することによって、光学センサユニ
ット９のＹ軸方向及びＺ軸方向の位置決めを行うことが
できる。

【０１１９】また、同一部材１５には、光学センサユニ
ット９の着脱を助ける着脱誘導部材１２が装備されてい
る。着脱誘導部材１２にはバネ（図示しない）が使用さ
れており、常に光学センサユニット９を同一部材１５か
ら脱する方向に力がかかっている。

【０１２０】図４に示すように、着脱誘導部材１２に光
学センサユニット９を装着し、人力等で同一部材１５方
向へある部分まで押し込むとロックがかかり、着脱誘導
部材１２はその場で固定される。着脱誘導部材１２に装
着された光学センサユニット９は、着脱誘導部材１２が
ロックされる間、まず光学センサユニット９内の接合す
る構造１６と同一部材１５に固定された位置決め部材１
４の先端が細くなったピンが接合され、その後、着脱誘
導部材１２がロックされるときに位置決め部材１４の三
つの台座に光学センサユニット９が押し付けられ、光学
センサユニット９の位置が確定される。

【０１２１】図３に示すように、光学センサユニット９
が同一部材１５に固定された後、光学センサユニット９
上方から、測定対象物を流入させるための流入部と排出
させるための排出部とからなる流路部１３が降下してき
て、光学センサユニット９上面部に設けられた流路と配
管される。流路部１３は、同一部材１５上に配置され、
Ｚ軸方向のみ移動可能である。前記着脱誘導部材１２と
同様にバネ（図示しない）が使用されており、常に流路
部１３が光学センサユニット９から脱する方向に力がか
かっていて、人力等で光学センサユニット９方向へ押し
込むとある部分でロックがかかる構造になっている。

【０１２２】光学センサユニット９と流路部１３との配
管部には測定対象物などの液体が流れるため、液漏れが
ないように工夫する必要がある。そこで本光学センサ装
置では、流路部１３のノズル１７にＯリングを使用し、
Ｏリングを潰しながら光学センサユニット９の流路部に
挿入されるようにして液漏れを防止したり、光学センサ
ユニット９内にシリコンゴムなどの弾性のあるシール材
４を光学センサユニット９上面部の流路に組み込み、流
路部１３が降下してきて光学センサユニット９上面部の
流路に挿入されたとき、流路部１３のノズル１７によっ
てシール材４上面部を押し潰して液漏れを防止する構造
を取った。

【０１２３】消耗部材である光学センサユニット９を取
り外すためには、図２に示すように、光学センサユニッ
ト９を着脱誘導部材１２内に配置し、着脱誘導部材１２
を同一部材１５方向へ押し付けてロックし、上方から流
路部１３を光学センサユニット９方向へ移動させて配管
を接続し、流路部１３をロックした状態の光学センサ装
置から、図３に示すように、まず流路部１３のロックを
解除し、流路部１３を上方へ移動させ、配管を切断す
る。

【０１２４】次に、図４に示すように、着脱誘導部材１
２のロックを解除し、光学センサユニット９を同一部材
１５から引き離す。

【０１２５】その後、図５に示すように、着脱誘導部材
１２から光学センサユニット９を取り出し、その代わり
に新しい光学センサユニット９を組み込んで、ユニット
上面に設けた蓋を外し、前記と逆の動作を行えば光学セ
ンサユニット９の交換は終了する。

【０１２６】本光学センサ装置では、ロック解除ボタン
１９を備えている。ロック解除ボタン１９を一度押す
と、まず最初に流路部１３のロックが解除されて流路部
１３は上方に移動し、次に着脱誘導部材１２のロックが
解除されて光学センサユニット９は同一部材１５から引
き離される。

【０１２７】光源１０には、ＬＥＤに散乱光を平行光に
加工するコリメートレンズが一体となったユニットを使
用した。

【０１２８】ＬＥＤとコリメートレンズがユニット化さ
れていることによって、場所を取らず、コンパクトな光
源１０を作製することが可能になる。

【０１２９】また、散乱光を平行光に加工するコリメー
トレンズを使用することによって、ＬＥＤの光強度を、
散乱光を使用するのに比べて弱くすることが可能にな
る。このとき、光学センサユニット９内に入射される光
が平行光なため、入射される光強度はどの部分でもほぼ
同等であるので、光学センサユニット９と光源１０の位
置のズレを、散乱光を使用するのに比べて容易に補うこ
とが可能である。

【０１３０】図６は、第１実施例の生体成分検出装置の
全体構成を示す図である。

【０１３１】上記生体成分検出装置は、図６に示すよう
に、光学センサ装置２１と、送液手段２２と、溶液貯留
部２３と、制御基板２４と、結果表示基板２５と、熱緩
衝器２６とを備える。

【０１３２】上記生体成分検出装置を用いて測定対象物
の測定を行うためには、自動試料注入装置等を利用し
て、送液手段２２へ測定対象物を注入する。注入された
測定対象物は、送液手段２２によって光学センサ装置２
１へ送液される。送液手段２２は制御基板２４によって
送液する速度や液量を制御している。送液手段２２によ
って送液された測定対象物は、光学センサ装置２１によ
って測定される。その測定結果は制御基板２４にて処理
され数値化される。数値化された測定結果は、制御基板
２４から結果表示基板２５へ送信され、結果表示基板に
て数値として結果が表示される。

【０１３３】溶液貯留部２３には、測定対象物を含む溶
液を希釈したりセンサ素子１表面を洗浄したりするため
の緩衝液と、センサによって検出された測定値を定量値
として算出するための測定対象物を含んだ既知濃度の校
正液と、センサ素子１表面で測定対象物と捕捉物質の結
合を解離させる再生液とを貯留している。

【０１３４】送液手段２２は、測定対象物を含んだ溶液
を光学センサ装置２１に送液する役割とともに、溶液貯
留部２３内に貯留されている緩衝液や校正液や再生液を
光学センサ装置２１へ送液する役割がある。送液手段２
２内にはバルブ（図示しない）が設けられており、その
バルブの切り替えによって、送液する溶液を切り替え
る。バルブの切り替えは制御基板２４で制御する。

【０１３５】本光学センサ装置で、より正確な測定を行
うためには、センサ素子１表面に送液される測定対象物
を含んだ溶液を一定温度に保つ必要がある。本生体成分
検出装置では、検出装置全体を恒温槽等の温度を一定に
保つことが可能な空間に設置して測定を行った。また、
装置を小型で容易に作製するために、熱緩衝器２６を生
体線分検査装置内に装備し、送液する溶液を熱緩衝器２
６内を通過させ、温度を一定に調節してから光学センサ
装置へ送液する手段も取った。

【０１３６】図７は、第１実施例の尿成分検査装置の全
体構成、図８は尿成分検査装置に設けた採尿手段を示す
図である。

【０１３７】上記尿成分検査装置は、図７に示すよう
に、便器に取り付ける採尿手段２７と、尿成分を検査す
るための生体成分検出装置２８と、採尿手段と生体成分
検出装置とを連通する配管２９とを備える。

【０１３８】採尿手段２７は、便器本体に取り付けられ
る支持体２７１と、便器の横断方向に延長しリム側部の
上面から上方に離間した水平な回転軸線を中心として揺
動可能に前記支持体に支持された揺動アーム２７２と、
前記揺動アームの自由端に担持された採尿容器２７３
と、便器リムの内側に近接する休止位置と便鉢空間内に
位置する採尿位置との間で前記採尿容器を移動させるべ
く前記揺動アームを揺動させる駆動手段２７４とを備え
ており、この構成によって、検査装置の使用者から排出
された尿を採取するようになっている。

【０１３９】採尿手段２７によって採取された尿は、生
体成分検出装置２９内の前記送液手段２２によって送液
される。送液手段２２によって光学センサ装置２１へ送
液される間に採取された尿は、溶液貯留部２３内の緩衝
液によって測定可能な濃度まで希釈される。希釈され、
光学センサ装置２１内に送液された尿は、測定され、そ
の後便器内に排出される。測定後、センサ素子１表面に
解離液や校正液、緩衝液を送液し、センサ素子１を測定
可能な状態に再生する。

【０１４０】図９は、第２実施例のセンサ装置用センサ
ユニットとその連結部材の全体構成を示す側面から見た
断面図である。

【０１４１】上記センサユニット及び連結部材は、図９
に示すように、流路１０１と、流路１０２と、センサ素
子１０３と、プリズム１０４と、プリズム固定用下部部
材１０５と、流路１０１を備えたプリズム固定用上部部
材１０６と、流路１０２を備えた流路固定用部材１０７
と、センサ素子表面用シール部材１０８と、流路１０２
に備えた流路１０１との連結部用シール部材１０９とを
備えている。

【０１４２】センサ素子１０３は、プリズム１０４上に
配置し、プリズム固定用上部部材１０６とプリズム固定
用下部部材１０５とで上下から圧力を与えて固定してい
る。そのとき、センサ素子１０３上にはセンサ素子１０
３表面上に被検試料と反応し、保持するための流路１０
１を形成するために上下方向が開放したリング状のセン
サ素子表面用シール部材としてゴムパッキン１０８を配
置し、プリズム固定用上部部材１０６とプリズム固定用
下部部材１０５でシール部材１０８を押し潰し、液漏れ
の無いようにシーリングしている。

【０１４３】上記のように、センサ素子１０３と、プリ
ズム１０４と、プリズム固定用上部部材１０６と、プリ
ズム固定用下部部材１０５と、センサ素子表面用シール
部材１０８とで形成されたユニット（以下センサユニッ
トという）は、流路１０１に設けられた上部の開口部に
て、センサ装置本体との配管を連結する。

【０１４４】凹形状である流路１０１の底部において
は、センサ素子表面用シール部材１０８が側壁を形成
し、センサ素子１０３表面上に作る流路とつながってお
り、流路１０１の溶液入口（上部の開口部）から送液さ
れた被検試料、洗浄液等の溶液は、センサ素子１０３表
面上を通過し、センサ素子表面と反応して、流路１０１
の溶液出口から排出される。

【０１４５】このとき、センサ装置本体からセンサユニ
ットまで送液された溶液を、液漏れの無いようにセンサ
ユニット内へ送液し、そしてセンサユニット外へ排出す
る必要がある。

【０１４６】よって、流路１０２を備えた流路固定用部
材１０７を使用し、流路１０２には、流路１０１との連
結部からの液漏れを防止するための連結部用シール部材
１０９としてＯリングを配置した。この連結部用シール
部材１０９であるＯリングが、凸部である流路１０２と
凹部である流路１０１とを連結するときに、流路１０１
と流路１０２側面で押し潰されるため、連結部からの液
漏れを防止することができた。

【０１４７】また、流路固定用部材１０７内には、流路
１０２を形成するために内部が空洞となっているノズル
１２１が設けられ、そのノズル内部が流路１０２を形成
している。そして、このノズル１２１と流路固定用部材
のノズルを内包するための空間１７２との間には、間隙
を有しており、左右方向に回動可能に設けられている。

【０１４８】図１０は、流路１０１と流路１０２の連結
した状態を図示したものである。

【０１４９】上記のように、流路１０２に連結用シール
部材１０９を使用した場合、流路１０１との連結部にデ
ッドスペース１０９A（図１１）が生じる。デッドスペ
ースが生じるとその部分に溶液が残留する。溶液がデッ
ドスペースに残留した場合、測定結果に影響を与える可
能性がある。そこで、デッドスペースを最小限に押さえ
るように、流路１０１内に連結部用シール部材を装備
し、流路１０２の先端部にて押し潰すようにし、連結部
からの液漏れを防止した。

【０１５０】図１２は、流路１０１内に連結部用シール
部材１０を装備したセンサ装置用センサユニットと、そ
の連結部材の全体構成を示す側面から見た断面図であ
る。

【０１５１】流路１０１内に配置した連結用シール部材
１０としてＯリングを使用できる。この図１２に示すセ
ンサセルの場合は、流路１０２を圧入して左右の壁でシ
ール部材を押し潰してシールするのではなく、流路１０
１底面と流路１０２先端にて上下に押し潰してシールす
るため、流路１０１と流路１０２の着脱時には圧力がか
からず、前記流路１０２にシール部材を配置したタイプ
に比べ、スムーズに着脱を行うことが可能である。

【０１５２】図１４は、流路１０１と流路１０２との連
結部テーパ状構造１１１としたセンサ装置用センサユニ
ットの断面図である。

【０１５３】図１４のように、流路１０１と流路１０２
との連結部をテーパ状構造１１１にした場合、連結部を
シールするには必ず流路１０１と流路１０２に押力がか
かるようにする必要がある。そこで、流路１０２を含む
ノズル部材１１２上部にバネやシリコンゴム等の弾性部
材１１３を配置する。

【０１５４】流路１０１と流路１０２を連結する場合、
センサセル側へ流路１０２を含んだ流路固定部材７を移
動させ、連結させるようにした。そのときのセンサセル
と流路固定用部材１０７を弾性部材１１３に押力がかか
る距離で連結するように設定した。そうすることによっ
て、流路１０１と流路１０２の連結時に押力がかかるよ
うになる。そのため、流路１０１と流路１０２の連結部
をテーパ状構造１１１にすると、連結部からの液漏れを
防ぐことが可能になる。

【０１５５】上記では、流路１０１と流路１０２との連
結部をテーパ状構造１１１にした場合のみについて記載
したが、前述した、流路１０２に連結用シール部材１０
９を配置したセンサ装置や、流路１０１内に連結部用シ
ール部材１１０を配置したセンサ装置にも、ノズル部材
１１１を流入部材と流出部材に分けて配置したり、弾性
部材１１３を使用したりすることによって、連結部のシ
ール性を向上させることが可能である。

【０１５６】本発明においては、センサ素子とプリズム
を交換可能な光学センサユニットとして取り扱うため、
センサ素子の交換やプリズムに傷や汚れか付着した場合
の交換を容易に行うことが可能となり、さらに、センサ
素子の保存やプリズムの保護ができ、運搬や輸送、光学
センサユニットの交換がとても素早く便利に行うことが
可能となる。

【０１５７】また、センサ装置は、着脱可能の配管や光
学センサユニットの着脱を手助けする部材等、多くの機
構が含まれており、着脱可能の光学センサユニットを使
用しての測定を正確に、且つ容易に行うことが可能であ
る。

【０１５８】本発明においては、センサ素子表面上に形
成された流路１と被検試料を供給および、または排出す
るための流路２とが別部材で構成されていることによっ
て、流路内につまりが生じたときに容易に分解、修理す
ることが可能となる。

【０１５９】また、センサ素子表面上に被検試料を保持
するための流路１を設けているため、センサ素子交換時
にも液垂れを起こすことなく、容易にセンサ素子の交換
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学センサユニットの全体構成を示す
側面から見た断面図。

【図２】本発明の光学センサ装置の全体構成を示す図。

【図３】図２で示した光学センサ装置の全体構成を示す
図で、流路部を光学センサユニットから着脱する機構を
示した図。

【図４】図２で示した光学センサ装置の全体構成を示す
図で、光学センサユニットを同一部材から着脱する機構
を示した図。

【図５】図２で示した光学センサ装置の全体構成を示す
図で、光学センサユニットを取り外した状態の光学セン
サ装置を示した図。

【図６】本発明の生体成分検出装置の全体構成を示す
図。

【図７】本発明の尿成分検査装置の全体構成を示す図。

【図８】本発明の尿成分検査装置に設けた採尿手段を示
す図。

【図９】本発明のセンサ素子表面の流路を含むセンサユ
ニットと、センサ装置本体側からの流路を示す側面から
見た断面図。

【図１０】本発明のセンサユニット側の流路とセンサ装
置本体側流路の接続部を、センサ装置本体側の流路にシ
ール材を使用してシールした状態を示す側面から見た
図。

【図１１】図１０の拡大図。

【図１２】本発明のセンサユニット側の流路とセンサ装
置本体側流路の接続部を、センサユニット側の流路にシ
ール材を使用してシールした状態を示す側面から見た
図。

【図１３】図１２の拡大図。

【図１４】本発明のセンサユニット側の流路とセンサ装
置本体側流路の接続部を、尖錐構造とした状態を示す側
面から見た図。

【符号の説明】

１…センサ素子、２…プリズム、３…光路調整部材、４
…シール材、５…上面部と連通した側面部材、６…底面
部と連通した側面部材、７…位置合わせ部材、８…セン
サ素子とシール材が造る流路部、９…光学センサユニッ
ト、１０…光源、１１…検出器、１２…着脱誘導部材、
１３…光学センサユニットに測定対象物を送液するため
の流路部、１４…位置決め部材、１５…同一部材、１６
…接合する構造、１７…ノズル、１８…光学センサユニ
ット上面流路、１９…ロック解除ボタン、２０…基準
面、２１…光学センサ装置、２２…送液手段、２３…溶
液タンク、２４…制御基板、２５…結果表示基板、２６
…熱緩衝器、２７１…支持体、２７２…揺動アーム、２
７３…採尿容器、２７４…駆動手段、１０１…流路１、
１０２…流路２、１０３…センサ素子、１０４…プリズ
ム、１０５…プリズム固定用下部部材、１０６…プリズ
ム固定用上部部材、１０７…流路固定用部材、１０８…
センサ素子表面用シール部材、１０９…連結用シール部
材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 仁 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2D037 EB00 2G045 AA16 AA21 AA22 AA36 BB14 CB03 CB04 DA01 DA31 DA51 DB09 FA14 GC10 GC11 HA06 HA09 HA14 JA01 JA07 JA08 2G057 AA02 AB07 AC01 BA05 BD03 BD04 CA05 DC10 EA06 GA05 HB03 JA02 2G059 AA06 BB13 CC16 DD04 DD12 DD17 EE02 FF07 FF08 GG02 JJ12 MM02 PP04 PP06

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物を検出するセンサ素子と、光
   源から発生する入射光をセンサ素子に入射させて該セン
   サ素子で反射した反射光を検出器へ透過させるためのプ
   リズムとから構成されるとともに、前記センサ素子とプ
   リズムは入射光と反射光の光路上の光のみを通過させる
   遮光部材にて覆われていることを特徴とする光学センサ
   ユニット。
2. 【請求項２】 前記センサ素子は、表面上で測定対象物
   を含んだ流体が交換可能となる流路を有することを特徴
   とする請求項１記載の光学センサユニット。
3. 【請求項３】 前記光学センサユニットにおいて、光源
   からの光の光路を調整する光路調整部材を設けたことを
   特徴とする請求項１乃至２いずれか一項記載の光学セン
   サユニット。
4. 【請求項４】 前記光路調整部材は、集光レンズである
   ことを特徴とする請求項３記載の光学センサユニット。
5. 【請求項５】 前記光路調整部材は、ピンホールを有す
   る遮光板であることを特徴とする請求項３記載の光学セ
   ンサユニット。
6. 【請求項６】 前記光路調整部材は、光源とセンサ素子
   との間に配置されるとともに、センサ素子に対してＳＰ
   Ｒを励起させるための入射光の角度で凹部が形成され、
   該凹部内に配置されていることを特徴とする請求項３乃
   至５いずれか一項記載の光学センサユニット。
7. 【請求項７】 前記プリズムは、光透過性樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至２いずれか一項記載の光学
   センサユニット。
8. 【請求項８】 前記遮光部材には、プリズムとセンサ素
   子を密閉して接面させるための位置合わせ部材が設けら
   れていることを特徴とする請求項１乃至２いずれか一項
   記載の光学センサユニット。
9. 【請求項９】 前記遮光部材には、プリズムからの反射
   光の光路上にプリズム表面の汚れを防止する機能部が設
   けられていることを特徴とする請求項１乃至２いずれか
   一項記載の光学センサユニット。
10. 【請求項１０】 前記遮光部材は、センサ素子に測定対
    象物を送るための流路を設けた上面部と連通した側面部
    材１）と、プリズムを設置する底面部と連通した側面部
    材２）と、入射光と反射光以外の光を遮光するための側
    面部材３）とから構成されていることを特徴とする請求
    項１乃至９いずれか一項記載の光学センサユニット。
11. 【請求項１１】 測定対象物を検出するセンサ素子と、
    光源から発生する入射光をセンサ素子に入射させて該セ
    ンサ素子で反射した反射光を検出器へ透過させるための
    プリズムとから構成されるとともに、前記センサ素子
    と、プリズムは光を遮光する遮光部材にて覆われている
    光学センサユニットＡ）と、光源Ｂ）と、センサ素子か
    ら反射した反射光を受光する検出器Ｃ）とが、位置決め
    部材を有する同一部材に配置されてなることを特徴とす
    る光学センサユニットを用いた光学センサ装置。
12. 【請求項１２】 前記光学センサユニットは、位置決め
    部材から着脱可能に構成されていることを特徴とする請
    求項１１記載の光学センサ装置。
13. 【請求項１３】 前記光学センサユニットは、位置決め
    部材から着脱可能に構成されているとともに、該光学セ
    ンサユニットと当接する位置決め部材には着脱誘導部材
    が設けられていることを特徴とする請求項１１乃至１２
    いずれか一項記載の光学センサ装置。
14. 【請求項１４】 前記光学センサユニットは、側面に位
    置決め部材と接合する構造を設けていることを特徴とす
    る請求項１１記載の光学センサ装置。
15. 【請求項１５】 前記同一部材は、光学センサユニット
    に測定対象物を流入させるための流入部と光学センサユ
    ニットから排出するための排出部とからなる流路を有す
    ることを特徴とする請求項１１乃至１４いずれか一項記
    載の光学センサ装置。
16. 【請求項１６】 前記流路は、前記光学センサユニット
    表面に対して着脱可能に構成されていることを特徴とす
    る請求項１５記載の光学センサ装置。
17. 【請求項１７】 前記光源は、レンズと発光体が一体で
    構成されていることを特徴とする請求項１１記載の光学
    センサ装置。
18. 【請求項１８】 被験試料中の測定対象物の定量が測定
    可能なセンサ装置であって、請求項１１乃至１７いずれ
    か一項記載の光学センサ装置と、該光学センサ装置に被
    験試料を送る送液手段と、前記センサ素子表面を洗浄す
    る溶液貯留部とを備えた生体成分検出装置。
19. 【請求項１９】 便器に取り付ける採尿手段と、採尿手
    段からの尿をセンサ装置へ搬送する搬送手段と、該搬送
    手段より送られる尿に含まれる測定対象物を定量する請
    求項１１乃至１８いずれか記載の光学センサ手段と、該
    光学センサ装置の光学センサ素子表面を洗浄するための
    溶液貯留手段と、該光学センサ装置で検出された結果を
    表示する表示手段とを備えた尿成分検査装置。
20. 【請求項２０】 測定対象物を検出するセンサ素子と、 該センサ素子の表面上に一体的に形成され、前記測定対
    象物が流動するための流路と、 を備えたことを特徴とするセンサユニット。
21. 【請求項２１】 請求項２１記載のセンサユニットにお
    いて、 前記流路の入口と出口を、前記センサ素子の表面よりも
    高い箇所に設けたことを特徴とするセンサユニット。
22. 【請求項２２】 トイレ内での用便行為により得られた
    使用者の***物を測定し、該測定に基づいて該使用者の
    健康管理に関与する情報を提供する測定・提供動作を行
    う健康管理装置であって、 便器に備えられ、前記***物を取得する取得手段と、 該取得手段によって取得された***物に含まれる所定の
    成分を検出するセンサ素子と、該センサ素子の表面上に
    一体的に形成され、前記***物が流動するための流路
    と、から構成されるセンサユニットと、 該センサユニットによって検出された成分の所定の物理
    量を測定する測定手段と、 を備えたことを特徴とする健康管理装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載の健康管理装置であ
    って、 前記センサユニットに形成された流路を洗浄する洗浄手
    段を備えたことを特徴とする健康管理装置。
24. 【請求項２４】 請求項２２ないし２３に記載の健康管
    理装置であって、 前記***物は尿であり、 前記測定は、尿糖、蛋白、潜血、ナトリウムイオン、尿
    酸のうち、少なくとも一つの成分に関するものであるこ
    とを特徴とする健康管理装置。
25. 【請求項２５】 請求項２２ないし２４に記載の健康管
    理装置であって、 前記測定の結果を逐次記憶する第一の記憶手段と、 前記測定・提供動作には、前記第一の記憶手段に記憶さ
    れた複数の測定結果を用いた統計処理が含まれることを
    特徴とする健康管理装置。
26. 【請求項２６】 請求項２２ないし２５に記載の健康管
    理装置であって、 前記複数の健康管理装置間で前記測定の結果をやりとり
    可能なデータ授受手段を備える健康管理装置。
27. 【請求項２７】 請求項２２ないし２６に記載の健康管
    理装置であって、 複数の使用者を識別する識別手段と、 該識別された使用者との相関を確保した態様で、前記測
    定の結果を記憶する第二の記憶手段を備えたことを特徴
    とする健康管理装置。
28. 【請求項２８】 被検試料と反応するバイオセンサ素子
    と、その反応量を検出する検出器と、を備えてなるセン
    サ装置において、 入側開口と、出側開口と、この入側開口から出側開口の
    間の流路とを有し、この流路内に前記バイオセンサ素子
    を配置したセンサユニットを具備するとともに、 前記センサユニットが着脱される装着部と、前記入側開
    口、出側開口に対応する出口、入口を有する本体側ユニ
    ットを具備し、 前記入側開口と前記出口を取り付けることにより前記バ
    イオセンサ素子への流体供給路を形成し、前記出側開口
    と前記入口を取り付けることにより前記バイオセンサ素
    子からの流体排出路を形成するよう構成してなるセンサ
    装置。
29. 【請求項２９】 前記出口、入口は、前記出口を前記
    入側開口に取り付けた場合、同時に前記入口が前記出側
    開口に取り付けられるよう構成されている請求項２８記
    載のセンサ装置。
30. 【請求項３０】 前記入側開口と前記出口を取り付ける
    ことにより前記流体供給路のシールがなされ、前記出側
    開口と前記入口を取り付けることにより前記流体排出路
    のシールがなされることを特徴とする請求項２８または
    ２９記載のセンサ装置。
31. 【請求項３１】 前記出口、入口は各々凸部材先端に形
    成されており、これら凸部材は、前記入側開口、出側開
    口に挿入可能である請求項２８〜３０の何れか記載のセ
    ンサ装置。
32. 【請求項３２】 前記２つの凸部材は、相互に移動可能
    である請求項３１記載のセンサ装置。
33. 【請求項３３】 前記流路は、内容積が直方体形状の中
    央部分と、この中央部分よりも流路面積が大きい上流部
    分、下流部分とを有しており、 前記バイオセンサ素子は、その表面が前記中央部分に面
    していることを特徴とする請求項２８〜３２の何れか記
    載のセンサ装置。
34. 【請求項３４】 光源から発生する入射光を前記バイオ
    センサ素子に入射させて、前記バイオセンサ素子で反射
    した反射光を前記検出器へ透過させるためのプリズムを
    有するとともに、 前記センサユニットは、このプリズムを具備してなる請
    求項２８〜３３の何れか記載のセンサ装置。
35. 【請求項３５】 被検試料と反応するバイオセンサ素子
    と、その反応量を検出する検出器と、光源から発生する
    入射光を前記バイオセンサ素子に入射させて、前記バイ
    オセンサ素子で反射した反射光を前記検出器へ透過させ
    るためのプリズムと、を備えてなるセンサ装置におい
    て、 前記バイオセンサ素子と前記プリズムが位置関係が固定
    された状態で配置されたセンサユニットと、 前記センサユニットが着脱される装着部を有する本体側
    ユニットと、を具備し、 前記センサユニットが前記本体側ユニットに対して着脱
    自在であるセンサ装置。