(57)【要約】光学素子と試料との間に液体が介在した場合でも、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度情報等を計測できる情報測定装置を提供すること。光源１と光源１から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射するＡＴＲ素子２と、ＡＴＲ素子２より出射された前記光の光量を検出する光検出手段５とを有し、ＡＴＲ素子２は、前記試料と接触する面の一部であり前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大であり、光検出手段５により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置。
2003056306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射された前記光の光量を検出する光検出手段とを有し、
前記光学素子は、前記試料と接触する面の一部であって前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大であり、
前記光検出手段により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置。
【請求項２】
前記情報は、前記試料中に含まれる特定成分の濃度に関する情報である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項３】
前記第１の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項４】
前記第２の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項５】
前記第１の領域の一部または前記第２の領域の少なくとも一部に凹部が形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項６】
前記第１の領域が撥水性を有する、請求項１または３に記載の情報測定装置。
【請求項７】
前記第２の領域が親水性を有する、請求項１または４に記載の情報測定装置。
【請求項８】
前記第１の領域が撥水性を有し、前記第２の領域が親水性を有する、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項９】
前記光学素子が減衰全反射素子である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１０】
前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子を通る光の光路上にない面に接続されて、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路が形成されている、請求項５に記載の情報測定装置。
【請求項１１】
前記流路の少なくとも一部が親水性である、請求項１０に記載の情報測定装置。
【請求項１２】
前記流路が、前記第１の領域の一部に開口して形成されている、請求項１０に記載の情報測定装置。
【請求項１３】
前記凹部が、前記光学素子中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、請求項５に記載の情報測定装置。
【請求項１４】
前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子中を通る光の光路上にない面の少なくとも一部が親水性である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１５】
前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１６】
前記光学素子の前記第１の領域または前記第２の領域から、前記光学素子の光源からの光が入射する面、及び前記光学素子の前記試料から帰還した光を前記光検出手段に出射する面に、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段を有している、請求項１記載の情報測定装置。
【請求項１７】
前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段が設置されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、生体の血糖値、水分、コレステロール等、試料中の特定成分の濃度情報等を試料からの帰還光を測定することにより、光学的に測定するための特定成分の濃度測定装置等の情報測定装置に関する。
背景技術
従来から光学測定装置を用いて、試料、とりわけ生体や溶液中の特定成分を測定する方法が種々提案されている。
例えば、平行に向かい合った一対の反射面を備えた透明な減衰全反射（以下、ＡＴＲと略称する）素子に上下の口唇を密着させて血糖値を測定する方法が提案されている。この方法によると、ＡＴＲ素子として、セレン化亜鉛、シリコン、ゲルマニウム等からなるＡＴＲプリズムを口にくわえて、口唇によりＡＴＲ素子を押さえつけた状態でＡＴＲ素子に光を入射させ、ＡＴＲ素子の反射面と口唇の境界で全反射を繰り返してＡＴＲ素子の外部に出射した光を分析することができる（例えば、特開平９−１１３４３９号公報参照。）。
また、ＺｎＳｅ光学結晶等からなるＡＴＲ素子を口唇の粘膜に密着させた後、このＡＴＲ素子に波長９〜１１マイクロメートルのレーザ光を入射させ、ＡＴＲ素子の内部でレーザ光を多重反射させ、その減衰全反射光、散乱反射光等を分析することにより血糖値や血中エタノール濃度を測定する方法が提案されている（例えば、福島英生他著、「血糖値の非侵襲的計測方法−光学的ブドウ糖センサーの開発−」、ＢＭＥ、社団法人日本エムイー学会、１９９１年、第５巻、第８号、ｐ．１６−２１参照。）。
これらの方法によると、リアルタイムに、かつ、非侵襲的に、グルコース濃度、コレステロール濃度等の特定成分の濃度を測定することができる。これらの方法は、エバネッセント光（いわゆるしみだし光）を定量分析に応用したものである。ＡＴＲ素子中を進行する光は、ＡＴＲ素子の反射面と口唇の境界で全反射を繰り返す際にわずかに口唇中に浸入し、そこに存在する体液中の成分の影響を受ける。例えば、グルコースには、光の波数が１０３３、１０８０ｃｍ−１において、光の吸収ピークが存在するため、この波数の光を生体に照射した場合、生体中のグルコース濃度に応じて光の吸収量が異なってくる。このように、生体からの帰還光を測定することにより、体液の各種成分の濃度情報が得られる。ここで濃度情報とは、濃度の絶対値、濃度の時間的変化等を意味する。
なお、上記の特開平９−１１３４３９号公報、「血糖値の非侵襲的計測方法−光学的ブドウ糖センサーの開発−」に開示の内容は、そっくりそのまま引用することにより、ここに一体化する。
しかしながら、上記のような従来の光学測定装置においては、光学素子を用いて試料の濃度情報を測定する場合に、光学素子と試料の間に唾液等の液体が介在したとき、液体の厚みの変化により試料に到達する光の量が変化し、その結果、検出される信号量が大きく変化してしまうため、測定結果にばらつきが生じるといった問題点を有していた。
一般に、エバネッセント光の測定対象に浸入する深さは波長オーダである。そのため、光学素子を出射して生体の表面に照射されたエバネッセント光は、生体の表面から波長オーダの距離の表層組織を透過した後、光学素子に帰還する。上記問題点は、特に、ＡＴＲ素子を用いた光学測定装置において顕著であった。
発明の開示
本発明は、上記の問題点に鑑み、光学素子と試料との間に水、唾液、汗等の液体が介在した場合でも、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度等の情報を測定することができる情報測定装置を提供することを目的とする。
第１の本発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射された前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有し、
前記光学素子（２）は、前記試料と接触する面の一部であって前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域（７）と、前記第１の領域（７）に隣接する第２の領域（１３）とを有し、
前記第１の領域（７）における接触角は、前記第２の領域（１３）における接触角よりも大であり、
前記光検出手段（５）により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
第２の本発明は、前記情報は、前記試料中に含まれる特定成分の濃度に関する情報である、第１の本発明の情報測定装置である。
第３の本発明は、前記第１の領域（７）は、前記光学素子（２）を形成する材料により形成されている、第１の本発明の情報測定装置である。
第４の本発明は、前記第２の領域（１３）は、前記光学素子（２）を形成する材料により形成されている、第１の本発明の情報測定装置である。
第５の本発明は、前記第１の領域（７）の一部または前記第２の領域（１３）の少なくとも一部に凹部が形成されている、第１の本発明の情報測定装置である。
第６の本発明は、前記第１の領域（７）が撥水性を有する、第１または第３のの本発明の情報測定装置である。
第７の本発明は、前記第２の領域（１３）が親水性を有する、第１または第４の本発明の情報測定装置である。
第８の本発明は、前記第１の領域（７）が撥水性を有し、前記第２の領域（１３）が親水性を有する、第１の本発明の情報測定装置である。
第９の本発明は、前記光学素子（２）が減衰全反射素子である、第１の本発明の情報測定装置である。
第１０の本発明は、前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子（２）を通る光の光路上にない面（１６）に接続されて、前記第１の領域（７）と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路（３）が形成されている、第５の本発明の情報測定装置である。
第１１の本発明は、前記流路（３）の少なくとも一部が親水性である、第１０の本発明の情報測定装置である。
第１２の本発明は、前記流路（３）が、前記第１の領域（７）の一部に開口して形成されている、第１０の本発明の情報測定装置である。
第１３の本発明は、前記凹部が、前記光学素子（２）中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、第５の本発明の情報測定装置である。
第１４の本発明は、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子（２）中を通る光の光路上にない面（１６）の少なくとも一部が親水性である、第１の本発明の情報測定装置である。
第１５の本発明は、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、第１の本発明の情報測定装置である。
第１６の本発明は、前記光学素子（２）の前記第１の領域（７）または前記第２の領域（１３）から、前記光学素子（２）の光源（１）からの光が入射する面（１１）、及び前記光学素子（２）の前記試料から帰還した光を前記光検出手段（５）に出射する面（１２）に、前記第１の領域（７）と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段（３２）を有している、第１の本発明の情報測定装置である。
第１７の本発明は、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段（３１）が設置されている、第１の本発明の情報測定装置である。
次に、本願発明者が発明した発明を示す。
第１の発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射された前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有し、
前記光学素子（２）は、少なくとも前記試料と接触する部分が撥水性を有し、前記試料と接触する部分に、前記試料に照射されるべき光が入射し、
前記光検出手段（５）により得られた情報に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置を提供することができる。
第２の発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射さたれ前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有し、
前記光学素子（２）は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部もしくは前記試料と接触する部分の一部に隣接する部分の一部と、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子（２）中を通る光の光路上にない面（１６）とを結ぶ、前記試料と前記光学素子（２）との間に介在する液体を前記試料と接触する部分から排出させる流路（３）を有し、
前記光検出手段（５）により得られた情報に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置を提供することができる。
第３の発明は、光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）であって、
前記出射された前記光の光量を光検出手段（５）が検出することにより、前記試料中の情報を測定し、
少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域（７）と、前記第１の領域（７）に隣接する第２の領域（１３）とを有し、
前記第１の領域（７）における接触角は、前記第２の領域（１３）における接触角よりも大である光学素子である。
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置に使用される光学素子を提供することができる。
第４の発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射された前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有する情報測定装置を使用する情報測定方法であって、
前記光学素子（２）は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域（７）と、前記第１の領域（７）に隣接する第２の領域（１３）とを有し、
前記第１の領域（７）における接触角は、前記第２の領域（１３）における接触角よりも大であり、
前記光検出手段（５）により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定方法である。
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定方法を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態の情報測定装置の一例としての特定成分の濃度測定装置の構成を示す概略図である。
本実施の形態における特定成分の濃度測定装置は、光源１、本発明の光学素子の一例であるＡＴＲ素子２、光検出手段５、及び光源１とＡＴＲ素子２の間に設けられた分光手段（図示せず）から構成されている。
ＡＴＲ素子２の材料としては、当該分野で公知のものを特に限定なく、用いることができ、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ダイアモンド、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ及びＫｒＳが挙げられる。ここで、グルコースのように、波数１０３３、１０８０ｃｍ−１の赤外域に吸収ピークがあるような物質を計測する場合には、約９〜１０ミクロンの赤外波長で透過率が高いという観点から、シリコンまたはゲルマニウムであって、ホウ素やリン等の不純物含有量が小さく、抵抗率が１００Ωｃｍ以上のものが好ましく、抵抗率が１５００Ωｃｍ以上のものがさらに好ましい。
ＡＴＲ素子２において試料と接触すべき面である上面６の中央部には、本発明の第１の領域の一例である、撥水性付与部７が形成されている。
上面６に撥水性付与部７を形成する方法としては、水分に対する撥水性の高いもので、当該分野で公知のものを特に限定なく用いて形成することができる。例えば、フッ素樹脂を使用する方法、ケイ素樹脂を使用する方法、シリコーン樹脂を使用する方法、撥水性付与面を微細に荒らす方法等が挙げられる。
また、上面６にフッ素樹脂またはケイ素樹脂等を塗布する場合には、測定の際のこれらの材質自体による影響を考慮して、その厚みは１ミクロン以下であることが好ましく、十分な撥水効果を得るために、最低限１分子層形成されていればよい。
上面６のうち撥水性付与部７の周囲には、撥水性付与部７に隣接して、本発明の第２の領域の一例である親水性付与部１３が形成されている。上面６の一部に親水性を付与する方法としては、当該分野で公知のものを特に限定なく用いることができ、例えば、界面活性剤を使用する方法や、亜鉛置換めっきや、フッ化アルミで皮膜を形成する方法、水ガラスや、コロイダルシリカ、アルミナで皮膜を形成する方法または、高分子樹脂皮膜を形成する方法、シリカ系と高分子樹脂の混合皮膜を形成する方法、酸化チタンの光励起親水化現象を用いる方法等が挙げられる。撥水性付与部７に隣接して親水性付与部１３を形成する場合は、ＡＴＲ素子２の光学特性に対する影響を低減するために、前記親水性の材料の厚みは１ミクロン以下であることが好ましい。
撥水性付与部７の周囲には、親水性付与部１３の一部にその一方の開口が連絡し、その他方が側面１６に連絡されている流路３が４つ形成されている。流路３の内部には傾斜面４が形成され、傾斜面４には親水性が付与されている。これらの流路３は、光源１から照射された光の通路を実質的に妨げることがない位置および大きさで形成されている。参照符号１４に相当する領域は、上面６のうち試料と接触する領域である。流路３の幅は、特に限定されないが、水、汗、唾液等の液体もしくは試料から排出される液体（以下試料と異なる液体という。）が流れやすくするために、大きい方が好ましい。
光源１としては、測定対象である特定成分の吸収波長の光を発するものであれば用いることができ、例えば、炭化ケイ素ＳｉＣを棒状に焼結したグローバ光源、ＣＯ２レーザ、タングステン灯等を使用することができる。例えば、グルコースのように、波数１０３３、１０８０ｃｍ−１の赤外域に吸収ピークがあるような物質を計測する場合には、比較的広い波長範囲をカバーすることができ、１０ミクロン程度の長波長領域でも良好に発光するという観点から、グローバ光源が好ましい。
この光源１は、ＡＴＲ素子２の入射面１１から入射した光が、撥水性付与部７に至るように配置され、適当な手段で保持される。
ＡＴＲ素子２の出射面１２から出射してきた光を受光する位置に、光検出手段５が配置される。光検出手段５としては、当該分野で公知のものを特に限定なく、用いることができ、例えば、焦電センサやＭＣＴ検出器を使用することができる。
なお、試料接触領域１４のうち、光が入射されるのは、撥水性付与部７だけである必要がある。すなわち、試料接触領域１４のうち、親水性付与部１３を光が通過しないように、撥水性領域７の位置および大きさが決定され、または入射面１１の角度、光源１の配置が決定されている。
次に、本実施の形態における特定成分の濃度測定装置の動作を、図１を用いて説明する。光源１から出射され、ＡＴＲ素子２の入射面１１に入射した光は、全反射を繰り返しながらＡＴＲ素子２内を伝搬していく。このとき光は、ＡＴＲ素子２の界面で全反射するが、僅かにＡＴＲ素子２の外側にしみだす。この光は、エバネッセント波と呼ばれ、波長の数倍程度しみ出すことが知られている。撥水性付与部７を覆って配置された試料中にしみだしたエバネッセント波は、試料の構成成分に応じた量だけ吸収される。試料にその一部が吸収された光は、ＡＴＲ素子２の出射面１２から出射し、光検出手段５に至る。試料に吸収された量は光検出手段５により検出される。そして、試料中の特定成分の濃度情報は、光検出手段５により検出された、吸収された光の量に基づいて算出される。
試料が口唇である場合、口唇は試料接触領域１４にあてがわれる。試料接触領域１４において、撥水性付与部７は、どのような人の口唇であっても、撥水性付与部７を覆うようにその大きさが決定されている。人が試料接触領域１４にその口唇をあてがうと、唾液が口唇と試料接触領域１４の間に介在する。撥水性付与部７に介在する唾液は、撥水性付与部７の撥水作用と、口唇による圧力により、親水性付与部１３の方に移動する。
親水性付与部１３に移動した唾液は、流路３を伝わってＡＴＲ素子２の側面１６に移動し、さらに重力により側面の下方に移動する。このとき、流路３の内部の傾斜面４には、親水性が付与されているため、流路３に移動した唾液は、流路３内を滑落するように側面１６に移動し、ＡＴＲ素子２から下方に落下する。このように、口唇から供給される唾液が次々と撥水性付与部７から排除される。
その結果、撥水性付与部７に入射した光は、唾液の影響を実質上受けることなく、口唇内の測定対象（例えばグルコース）のみの影響を受けて、光検出手段５に至ることができる。
このように本実施の形態の濃度測定装置によれば、生体等の試料とＡＴＲ素子２との間に、試料と異なる液体が介在した場合であっても、ＡＴＲ素子２の撥水性付与部７には、前記試料と異なる液体が付着しにくく、試料との間に試料と異なる液体の層が形成されにくくなるため、安定かつ容易に試料中の特定成分の濃度情報を計測することができる。
（実施例）
以下に、実施の形態の濃度測定装置を使用した具体な測定例を示す。
光源１としては炭化ケイ素ＳｉＣを棒状に焼結したグローバ光源を使用した。ＡＴＲ素子２としては波長１．１〜１０ミクロンの光に対して透明なゲルマニウム製のものを使用した。光検出手段５としては焦電センサを使用した。撥水性付与部７は、ＡＴＲ素子２の上面６にフッ素樹脂をコーティングすることにより形成した。親水性付与部１３、および流路３内部への親水性の付与は、レシチンを有機溶媒に溶かしたものを、上面６のうち、撥水性付与部７以外の部分、および流路３の内部に塗布し、乾燥させることにより行った。上記のように、撥水性および親水性を付与することにより、ゲルマニウムの接触角が約４４度であるのに対し、撥水性付与部７の接触角は、約８８度であり、親水性付与部１３の接触角は約１２度となった。
図２に、本実施例と比較例における特定成分の濃度測定装置を用いて、吸光度測定を行った結果を示す。ここで、比較例として、ＡＴＲ素子２に撥水性付与部７、親水性付与部１３、および流路３を設けていない点以外は、本実施例における特定成分の濃度測定装置と同様のものを用いた。また、試料として、水が付着しているシリコンゴムを撥水性付与部７を覆うように設置した。
図２において、縦軸は吸光度、横軸は時間変化を示す。吸光度測定は、水分の影響を測定するために、水の吸収帯域である波数３２００ｃｍ−１で行った。図中実線が本実施例における特定成分の濃度測定装置により測定した結果で、点線が比較例における特定成分の濃度測定装置により測定した結果を示す。
比較例の場合は、吸光度が大きく、水分の影響を大きく受けていることがわかる。それに対して、本実施例の場合は、吸光度が少ないことから水分の影響を軽減できていることがわかる。これは、比較例の場合は、水分が試料とＡＴＲ素子２の間に介在するため、試料に到達する光量が少なくなることにより水分の影響を大きく受けていたが、本実施例の場合は、ＡＴＲ素子２と試料との間に介在する水分が、撥水性付与部７の撥水性により、試料とＡＴＲ素子２の間からはじかれ、親水性が付与された流路３を滑落して除去されたことにより、測定に対する水分の影響を軽減できたためと推察される。
このように、本発明の特定成分の濃度測定装置により、ＡＴＲ素子２と試料との間に液体が介在した場合でも（例えば試料が唾液による影響を受けやすい口唇であっても）、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度情報を計測することができることが分かった。
なお、本実施例では、試料として水が付着したシリコンゴムを使用したが、生体組織等の水分が付着、または浸出してくる可能性のある試料であれば、同様の効果を得ることができる。
なお、以上までの説明では、流路３は、親水性付与部１３の一部に接続されて形成されているとしたが、流路３は、撥水性付与部７に接続されて形成されていてもよい。その場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
また、流路３の数は、以上の説明では、４つであるとしたが、他の数であってもよいが、流路３の数は多いことが好ましい。
また、流路３は、その一方が側面１６に接続されて形成される、として説明したが、流路３の一方が側面１６ではない、上面６に隣接する面に接続されて形成されてもよい。そのような例を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３は、流路３がＡＴＲ素子２の長手方向（すなわちＡＴＲ素子２に入射した光が進行する光路に沿った方向）に沿って流路３が形成されている例を示す。図３（ａ）はその上面図であり、図３（ｂ）は、その側面図である。図３に示すＡＴＲ素子２は、入射面１１は、上面６に隣接せず、上面６に隣接する面１７に隣接している。また、出射面１２は、上面６に隣接せず、上面６に隣接する面１８に隣接している。流路３は、上面６の中央付近から、面１７および面１８に向かって傾斜して形成され、面１７および面１８に接続されている。ここで、入射面１１、出射面１２は、撥水性が付与されていることが好ましい。または、流路３が面１７または面１８に接続されず、側面１６に接続される構成であってもよい。
また、以上までの説明では、流路３は、その一方が側面１６に接続されて形成される、と説明したが、流路３の一方は、側面１６に接続されなくてもよい。すなわち、流路３の代わりに凹部が形成されていてもよい。その場合、試料と異なる液体は、流路３を介して側面１６に滑落することはないが、凹部が充分に大きければ、試料と異なる液体を、撥水性付与部７から充分に排除することができる。その場合、例えば、親水性付与部１３全体が凹部であってもよい。さらに、凹部は、親水性付与部１３に形成されることに加えて、または親水性付与部１３に形成されることに代えて、撥水性付与部７の一部に形成されてもよい。その場合も上記と同様の効果を得ることができる。
また、上記の説明では、流路３の傾斜面４に親水性が付与されるとしたが、親水性が与えられているのは、傾斜面４に限らず、流路３の内部の一部または全部に親水性が付与されている構成であっても、上記と同様の効果を得ることができる。さらに、流路３の内部に親水性が付与されていなくても、傾斜面４の上面６に対する傾斜が充分に大きく、流路３の幅が充分に大きければ、試料と異なる液体は、側面１６に滑落するので、上記と同様の効果を得ることができる。
なお、以上までの説明では、撥水性付与部７は、ＡＴＲ素子２の上面６の中央部に撥水性付与部７が形成される、として説明したが、撥水性付与部７は、少なくとも試料と接触し、試料に照射されるべき光が入射する領域であれば、どのような領域に形成されていてもよい。例えば、図１に示す試料接触領域１４全面に形成されていてもよいし、上面６全面に撥水性付与部７が形成されていてもよい。
上面６全面に撥水性付与部７が形成される場合は、側面１６に親水性付与部１３が形成されてもよいし形成されなくてもよい。側面１６に親水性付与部１３が形成された場合は、上面６の撥水性付与部７からさらに、早く試料と異なる液体が除去される。しかし、側面１６に親水性付与部１３が形成されていなくても、撥水性付与部７から追いやられた試料と異なる液体は、側面１６に達すると、重力の作用により、側面１６に沿って落下するので、そのような場合でも同様の効果を得ることができる。なお、側面１６（すなわち、上面６に隣接し光の光路上にない面）に親水性が付与される場合は、側面１６のうちの一部に親水性が付与されてもよいし、側面１６の全てに親水性が付与されてもよい。また、親水性である面の面積が増えると、試料と異なる液体を吸着できる面が大きくなる。そのため、前記試料と異なる液体の影響が低減でき、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度情報を測定することができる。
また、側面１６に親水性が付与されない場合は、側面１６の少なくとも一部に撥水性が付与されてもよい。側面１６に撥水性が付与されることにより、側面１６に導かれた試料と異なる液体は、重量の作用に加えてさらに速く側面を滑落するので、上面６上の撥水性付与部７における試料と異なる液体を迅速に除去することができる。
また、以上までの説明では、ＡＴＲ素子２の一部に撥水性付与部７を形成し、撥水性付与部７に隣接する領域に親水性付与部１３を形成する、としたが、ＡＴＲ素子２の所定の一部に撥水性を付与することにより撥水性付与部７を形成し、撥水性付与部７に隣接する、親水性付与部１３となるべき領域は、ＡＴＲ素子２自体の接触角をそのまま利用してもよい。そのような場合でも、上記と同様の効果をえることができる。
また、ＡＴＲ素子２の撥水性付与部７となるべき領域以外の領域に、親水性を付与するための加工を施し、撥水性付与部７となるべき領域は、ＡＴＲ素子２自体の接触角を利用してもよく、そのような場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
また、以上までは、撥水性付与部７の領域は、撥水性であり、親水性付与部１３の領域は、親水性である、という前提で説明してきたが、撥水性付与部７も親水性付与部１３も両方とも撥水性、または両方とも親水性であってもよい。そのような場合でも、親水性付与部１３の接触角よりも撥水性付与部７における接触角が大きければ、上記と同様の効果を得ることができる。
例えば、上記の実施例においては、ＡＴＲ素子２は、ゲルマニウム製のものを用いたが、他の材質のものが用いられてもよい。例えば、シリコンの接触角は約９０度であり、ＺｎＳｅの接触角は約８１度であるので、その場合は、ＡＴＲ素子２の材質に応じて、接触角がその材質の接触角よりも大きい領域または接触角が小さい領域を作成すればよい。
また、以上までの説明では、撥水性付与部７または親水性付与部１３がＡＴＲ素子２上に形成される、として説明してきたが、撥水性付与部７および親水性付与部１３のどちらも形成されず、流路３のみが、試料接触領域１４に連絡して形成されてもよい。その場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
また、特定成分としては、光学的に測定可能な物質であればよく、例えば、生体中の血糖値、水分、コレステロール、中性脂肪、乳酸、血中エタノール、体液の各種成分等が挙げられる。
試料としては、光学的に測定可能な物質を含み得るものであればよく、例えば、皮膚、口唇等の生体組織が挙げられる。
濃度情報としては、測定対象である特定成分の濃度の絶対値、成分比及び組成、並びにそれらの時間的変化等が挙げられる。
また、本実施の形態の濃度測定装置において、ＡＴＲ素子２の上面６から入射面１１または出射面１２に試料と異なる液体が流入することを阻止する、本発明の液体流入阻止手段の一例としての段３２が配置されていてもよい。そのような構成を図４に示す。図４（ａ）は、そのような場合のＡＴＲ素子２の上面図であり、図４（ｂ）は、その側面図であり、図４（ｃ）は、入射面１１または出射面１２側から見た図である。段３２は、例えば、上面６上で入射面１１と上面６とが接する位置、および上面６上で出射面１２と上面６とが接する位置に、試料と異なる液体が入射面１１または出射面１２に流入することを阻止できる高さで形成される。
なお、図４では、本発明の液体流入阻止手段として段３２が設置される例を示したが、本発明の液体流入阻止手段は、液体を保持するための凹部であってもよい。また、液体流入阻止手段は、ＡＴＲ素子２の上面６から、側面１６等に向けて、液体を逃がすための流路であってもよい。
液体流入阻止手段として、試料と異なる液体を吸引するための吸引手段３１が設置されてもよい。吸引手段として例えばスポンジを、図４（ｂ）に示すように、側面１６に貼り付け、側面１６から入射面１１および出射面１２に試料と異なる液体が廻りこまないようにすることも考えられる。
さらに、上記の段３２がスポンジにより構成されていてもよいし、液体流入阻止手段としての凹部にスポンジが挿入されていてもよい。また、液体流入阻止手段としての流路にスポンジが挿入され、スポンジの一部が側面１６に接続される構成であってもよい。吸引手段３１としてはスポンジ以外にも紙等の吸収体であってもよく、さらには真空ポンプ等のように、真空を利用して液体を吸引する手段であってもよい。そのほか、当該分野で公知のものを限定なく用いることができる。
なお、以上までの説明では、本発明の光学素子はＡＴＲ素子２であるとして説明してきたが、本発明の光学素子は、ＡＴＲ素子２に限られず、他のタイプの光学素子であってもよい。例えば、試料中を散乱した散乱光を測定するための素子、試料中を透過した透過光を測定するための素子等であってもよい。そのような場合でも、光学素子と試料とが接触する部分に撥水性付与部７を形成し、撥水性付与部７の周囲に親水性付与部１３を形成することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
また、以上までの説明では、光検出手段５において、試料から帰還した光の吸収量に特定成分の濃度が決定される、として説明したが、光検出手段５に分光手段が含まれる構成も考えられる。その場合は、試料中に含まれる特定成分の波長依存性を計測することができる。また、光検出手段５に干渉計を含まれて、ＦＴ−ＩＲ測定をすることも考えられる。その場合は、高感度な測定をすることができる。
また、以上までの説明では、試料から帰還した光を受光して、受光された光に応じて、試料中の特定成分の濃度が測定される、として説明してきたが、測定されるのは、濃度のみに限られず、温度、湿度、粘度、密度等、濃度以外の情報が測定されてもよい。その場合は、受光された光に応じて、上記の情報が対応していればよく、その場合も上記と同様の効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、光学素子と試料との間に水、唾液、汗等の液体が介在した場合でも、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度等の情報を計測することが可能な情報測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す概略図である。
図２は、同実施例と比較例における特定成分の濃度測定装置を用いて、吸光度測定を行った結果を示す特性図である。
図３は、本発明の一変形例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す図である。
図４は、本発明の他の変形例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す図である。
（符号の説明）
１  光源
２  ＡＴＲ素子
３  流路
４  傾斜面
５  光検出手段
６  上面
７  撥水性付与部
１１  入射面
１２  出射面
１３  親水性付与部
１４  試料接触領域
３１  吸引手段
３２  段
【図１】
2003056306.tif 000003
【図２】
2003056306.tif 000004
【図３】
2003056306.tif 000005
【図４】
2003056306.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月20日(2003.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射された前記光の光量を検出する光検出手段とを有し、
前記光学素子は、前記試料と接触する面の一部であって前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大であり、
前記光検出手段により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置。
【請求項２】  前記情報は、前記試料中に含まれる特定成分の濃度に関する情報である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項３】  前記第１の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項４】  前記第２の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項５】  前記第１の領域の一部または前記第２の領域の少なくとも一部に凹部が形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項６】  前記第１の領域が撥水性を有する、請求項１または３に記載の情報測定装置。
【請求項７】  前記第２の領域が親水性を有する、請求項１または４に記載の情報測定装置。
【請求項８】  前記第１の領域が撥水性を有し、前記第２の領域が親水性を有する、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項９】  前記光学素子が減衰全反射素子である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１０】  前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子を通る光の光路上にない面に接続されて、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路が形成されている、請求項５に記載の情報測定装置。
【請求項１１】  前記流路の少なくとも一部が親水性である、請求項１０に記載の情報測定装置。
【請求項１２】  前記流路が、前記第１の領域の一部に開口して形成されている、請求項１０に記載の情報測定装置。
【請求項１３】  前記凹部が、前記光学素子中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、請求項５に記載の情報測定装置。
【請求項１４】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子中を通る光の光路上にない面の少なくとも一部が親水性である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１５】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１６】  前記光学素子の前記第１の領域または前記第２の領域から、前記光学素子の光源からの光が入射する面、及び前記光学素子の前記試料から帰還した光を前記光検出手段に出射する面に、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段を有している、請求項１記載の情報測定装置。
【請求項１７】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段が設置されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の血糖値、水分、コレステロール等、試料中の特定成分の濃度情報等を試料からの帰還光を測定することにより、光学的に測定するための特定成分の濃度測定装置等の情報測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から光学測定装置を用いて、試料、とりわけ生体や溶液中の特定成分を測定する方法が種々提案されている。
【０００３】
例えば、平行に向かい合った一対の反射面を備えた透明な減衰全反射（以下、ＡＴＲと略称する）素子に上下の口唇を密着させて血糖値を測定する方法が提案されている。この方法によると、ＡＴＲ素子として、セレン化亜鉛、シリコン、ゲルマニウム等からなるＡＴＲプリズムを口にくわえて、口唇によりＡＴＲ素子を押さえつけた状態でＡＴＲ素子に光を入射させ、ＡＴＲ素子の反射面と口唇の境界で全反射を繰り返してＡＴＲ素子の外部に出射した光を分析することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ＺｎＳｅ光学結晶等からなるＡＴＲ素子を口唇の粘膜に密着させた後、このＡＴＲ素子に波長９〜１１マイクロメートルのレーザ光を入射させ、ＡＴＲ素子の内部でレーザ光を多重反射させ、その減衰全反射光、散乱反射光等を分析することにより血糖値や血中エタノール濃度を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
これらの方法によると、リアルタイムに、かつ、非侵襲的に、グルコース濃度、コレステロール濃度等の特定成分の濃度を測定することができる。これらの方法は、エバネッセント光（いわゆるしみだし光）を定量分析に応用したものである。ＡＴＲ素子中を進行する光は、ＡＴＲ素子の反射面と口唇の境界で全反射を繰り返す際にわずかに口唇中に浸入し、そこに存在する体液中の成分の影響を受ける。例えば、グルコースには、光の波数が１０３３、１０８０ｃｍ-1において、光の吸収ピークが存在するため、この波数の光を生体に照射した場合、生体中のグルコース濃度に応じて光の吸収量が異なってくる。このように、生体からの帰還光を測定することにより、体液の各種成分の濃度情報が得られる。ここで濃度情報とは、濃度の絶対値、濃度の時間的変化等を意味する。
【０００６】
なお、上記の特許文献１、２に開示の内容は、そっくりそのまま引用することにより、ここに一体化する。
【特許文献１】
特開平９−１１３４３９号公報
【特許文献２】
福島英生他著、「血糖値の非侵襲的計測方法−光学的ブドウ糖センサーの開発−」、ＢＭＥ、社団法人日本エムイー学会、１９９１年、第５巻、第８号、ｐ．１６−２１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の光学測定装置においては、光学素子を用いて試料の濃度情報を測定する場合に、光学素子と試料の間に唾液等の液体が介在したとき、液体の厚みの変化により試料に到達する光の量が変化し、その結果、検出される信号量が大きく変化してしまうため、測定結果にばらつきが生じるといった問題点を有していた。
【０００８】
一般に、エバネッセント光の測定対象に浸入する深さは波長オーダである。そのため、光学素子を出射して生体の表面に照射されたエバネッセント光は、生体の表面から波長オーダの距離の表層組織を透過した後、光学素子に帰還する。上記問題点は、特に、ＡＴＲ素子を用いた光学測定装置において顕著であった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑み、光学素子と試料との間に水、唾液、汗等の液体が介在した場合でも、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度等の情報を測定することができる情報測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射された前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有し、
前記光学素子（２）は、前記試料と接触する面の一部であって前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域（７）と、前記第１の領域（７）に隣接する第２の領域（１３）とを有し、
前記第１の領域（７）における接触角は、前記第２の領域（１３）における接触角よりも大であり、
前記光検出手段（５）により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
【００１１】
第２の本発明は、前記情報は、前記試料中に含まれる特定成分の濃度に関する情報である、第１の本発明の情報測定装置である。
【００１２】
第３の本発明は、前記第１の領域（７）は、前記光学素子（２）を形成する材料により形成されている、第１の本発明の情報測定装置である。
【００１３】
第４の本発明は、前記第２の領域（１３）は、前記光学素子（２）を形成する材料により形成されている、第１の本発明の情報測定装置である。
【００１４】
第５の本発明は、前記第１の領域（７）の一部または前記第２の領域（１３）の少なくとも一部に凹部が形成されている、第１の本発明の情報測定装置である。
【００１５】
第６の本発明は、前記第１の領域（７）が撥水性を有する、第１または第３のの本発明の情報測定装置である。
【００１６】
第７の本発明は、前記第２の領域（１３）が親水性を有する、第１または第４の本発明の情報測定装置である。
【００１７】
第８の本発明は、前記第１の領域（７）が撥水性を有し、前記第２の領域（１３）が親水性を有する、第１の本発明の情報測定装置である。
【００１８】
第９の本発明は、前記光学素子（２）が減衰全反射素子である、第１の本発明の情報測定装置である。
【００１９】
第１０の本発明は、前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子（２）を通る光の光路上にない面（１６）に接続されて、前記第１の領域（７）と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路（３）が形成されている、第５の本発明の情報測定装置である。
【００２０】
第１１の本発明は、前記流路（３）の少なくとも一部が親水性である、第１０の本発明の情報測定装置である。
【００２１】
第１２の本発明は、前記流路（３）が、前記第１の領域（７）の一部に開口して形成されている、第１０の本発明の情報測定装置である。
【００２２】
第１３の本発明は、前記凹部が、前記光学素子（２）中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、第５の本発明の情報測定装置である。
【００２３】
第１４の本発明は、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子（２）中を通る光の光路上にない面（１６）の少なくとも一部が親水性である、第１の本発明の情報測定装置である。
【００２４】
第１５の本発明は、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、第１の本発明の情報測定装置である。
【００２５】
第１６の本発明は、前記光学素子（２）の前記第１の領域（７）または前記第２の領域（１３）から、前記光学素子（２）の光源（１）からの光が入射する面（１１）、及び前記光学素子（２）の前記試料から帰還した光を前記光検出手段（５）に出射する面（１２）に、前記第１の領域（７）と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段（３２）を有している、第１の本発明の情報測定装置である。
【００２６】
第１７の本発明は、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段（３１）が設置されている、第１の本発明の情報測定装置である。
【００２７】
次に、本願発明者が発明した発明を示す。
【００２８】
第１の発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射された前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有し、
前記光学素子（２）は、少なくとも前記試料と接触する部分が撥水性を有し、前記試料と接触する部分に、前記試料に照射されるべき光が入射し、
前記光検出手段（５）により得られた情報に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
【００２９】
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置を提供することができる。
【００３０】
第２の発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射さたれ前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有し、
前記光学素子（２）は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部もしくは前記試料と接触する部分の一部に隣接する部分の一部と、前記光学素子（２）の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子（２）中を通る光の光路上にない面（１６）とを結ぶ、前記試料と前記光学素子（２）との間に介在する液体を前記試料と接触する部分から排出させる流路（３）を有し、
前記光検出手段（５）により得られた情報に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
【００３１】
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置を提供することができる。
【００３２】
第３の発明は、光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）であって、
前記出射された前記光の光量を光検出手段（５）が検出することにより、前記試料中の情報を測定し、
少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域（７）と、前記第１の領域（７）に隣接する第２の領域（１３）とを有し、
前記第１の領域（７）における接触角は、前記第２の領域（１３）における接触角よりも大である光学素子である。
【００３３】
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置に使用される光学素子を提供することができる。
【００３４】
第４の発明は、光源（１）と、前記光源（１）から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子（２）と、前記光学素子（２）より出射された前記光の光量を検出する光検出手段（５）とを有する情報測定装置を使用する情報測定方法であって、
前記光学素子（２）は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域（７）と、前記第１の領域（７）に隣接する第２の領域（１３）とを有し、
前記第１の領域（７）における接触角は、前記第２の領域（１３）における接触角よりも大であり、
前記光検出手段（５）により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定方法である。
【００３５】
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定方法を提供することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態の情報測定装置の一例としての特定成分の濃度測定装置の構成を示す概略図である。
【００３８】
本実施の形態における特定成分の濃度測定装置は、光源１、本発明の光学素子の一例であるＡＴＲ素子２、光検出手段５、及び光源１とＡＴＲ素子２の間に設けられた分光手段（図示せず）から構成されている。
【００３９】
ＡＴＲ素子２の材料としては、当該分野で公知のものを特に限定なく、用いることができ、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ダイアモンド、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ及びＫｒＳが挙げられる。ここで、グルコースのように、波数１０３３、１０８０ｃｍ-1の赤外域に吸収ピークがあるような物質を計測する場合には、約９〜１０ミクロンの赤外波長で透過率が高いという観点から、シリコンまたはゲルマニウムであって、ホウ素やリン等の不純物含有量が小さく、抵抗率が１００Ωｃｍ以上のものが好ましく、抵抗率が１５００Ωｃｍ以上のものがさらに好ましい。
【００４０】
ＡＴＲ素子２において試料と接触すべき面である上面６の中央部には、本発明の第１の領域の一例である、撥水性付与部７が形成されている。
【００４１】
上面６に撥水性付与部７を形成する方法としては、水分に対する撥水性の高いもので、当該分野で公知のものを特に限定なく用いて形成することができる。例えば、フッ素樹脂を使用する方法、ケイ素樹脂を使用する方法、シリコーン樹脂を使用する方法、撥水性付与面を微細に荒らす方法等が挙げられる。
【００４２】
また、上面６にフッ素樹脂またはケイ素樹脂等を塗布する場合には、測定の際のこれらの材質自体による影響を考慮して、その厚みは１ミクロン以下であることが好ましく、十分な撥水効果を得るために、最低限１分子層形成されていればよい。
【００４３】
上面６のうち撥水性付与部７の周囲には、撥水性付与部７に隣接して、本発明の第２の領域の一例である親水性付与部１３が形成されている。上面６の一部に親水性を付与する方法としては、当該分野で公知のものを特に限定なく用いることができ、例えば、界面活性剤を使用する方法や、亜鉛置換めっきや、フッ化アルミで皮膜を形成する方法、水ガラスや、コロイダルシリカ、アルミナで皮膜を形成する方法または、高分子樹脂皮膜を形成する方法、シリカ系と高分子樹脂の混合皮膜を形成する方法、酸化チタンの光励起親水化現象を用いる方法等が挙げられる。撥水性付与部７に隣接して親水性付与部１３を形成する場合は、ＡＴＲ素子２の光学特性に対する影響を低減するために、前記親水性の材料の厚みは１ミクロン以下であることが好ましい。
【００４４】
撥水性付与部７の周囲には、親水性付与部１３の一部にその一方の開口が連絡し、その他方が側面１６に連絡されている流路３が４つ形成されている。流路３の内部には傾斜面４が形成され、傾斜面４には親水性が付与されている。これらの流路３は、光源１から照射された光の通路を実質的に妨げることがない位置および大きさで形成されている。参照符号１４に相当する領域は、上面６のうち試料と接触する領域である。流路３の幅は、特に限定されないが、水、汗、唾液等の液体もしくは試料から排出される液体（以下試料と異なる液体という。）が流れやすくするために、大きい方が好ましい。
【００４５】
光源１としては、測定対象である特定成分の吸収波長の光を発するものであれば用いることができ、例えば、炭化ケイ素ＳｉＣを棒状に焼結したグローバ光源、ＣＯ2レーザ、タングステン灯等を使用することができる。例えば、グルコースのように、波数１０３３、１０８０ｃｍ-1の赤外域に吸収ピークがあるような物質を計測する場合には、比較的広い波長範囲をカバーすることができ、１０ミクロン程度の長波長領域でも良好に発光するという観点から、グローバ光源が好ましい。
【００４６】
この光源１は、ＡＴＲ素子２の入射面１１から入射した光が、撥水性付与部７に至るように配置され、適当な手段で保持される。
【００４７】
ＡＴＲ素子２の出射面１２から出射してきた光を受光する位置に、光検出手段５が配置される。光検出手段５としては、当該分野で公知のものを特に限定なく、用いることができ、例えば、焦電センサやＭＣＴ検出器を使用することができる。
【００４８】
なお、試料接触領域１４のうち、光が入射されるのは、撥水性付与部７だけである必要がある。すなわち、試料接触領域１４のうち、親水性付与部１３を光が通過しないように、撥水性領域７の位置および大きさが決定され、または入射面１１の角度、光源１の配置が決定されている。
【００４９】
次に、本実施の形態における特定成分の濃度測定装置の動作を、図１を用いて説明する。光源１から出射され、ＡＴＲ素子２の入射面１１に入射した光は、全反射を繰り返しながらＡＴＲ素子２内を伝搬していく。このとき光は、ＡＴＲ素子２の界面で全反射するが、僅かにＡＴＲ素子２の外側にしみだす。この光は、エバネッセント波と呼ばれ、波長の数倍程度しみ出すことが知られている。撥水性付与部７を覆って配置された試料中にしみだしたエバネッセント波は、試料の構成成分に応じた量だけ吸収される。試料にその一部が吸収された光は、ＡＴＲ素子２の出射面１２から出射し、光検出手段５に至る。試料に吸収された量は光検出手段５により検出される。そして、試料中の特定成分の濃度情報は、光検出手段５により検出された、吸収された光の量に基づいて算出される。
【００５０】
試料が口唇である場合、口唇は試料接触領域１４にあてがわれる。試料接触領域１４において、撥水性付与部７は、どのような人の口唇であっても、撥水性付与部７を覆うようにその大きさが決定されている。人が試料接触領域１４にその口唇をあてがうと、唾液が口唇と試料接触領域１４の間に介在する。撥水性付与部７に介在する唾液は、撥水性付与部７の撥水作用と、口唇による圧力により、親水性付与部１３の方に移動する。
【００５１】
親水性付与部１３に移動した唾液は、流路３を伝わってＡＴＲ素子２の側面１６に移動し、さらに重力により側面の下方に移動する。このとき、流路３の内部の傾斜面４には、親水性が付与されているため、流路３に移動した唾液は、流路３内を滑落するように側面１６に移動し、ＡＴＲ素子２から下方に落下する。このように、口唇から供給される唾液が次々と撥水性付与部７から排除される。
【００５２】
その結果、撥水性付与部７に入射した光は、唾液の影響を実質上受けることなく、口唇内の測定対象（例えばグルコース）のみの影響を受けて、光検出手段５に至ることができる。
【００５３】
このように本実施の形態の濃度測定装置によれば、生体等の試料とＡＴＲ素子２との間に、試料と異なる液体が介在した場合であっても、ＡＴＲ素子２の撥水性付与部７には、前記試料と異なる液体が付着しにくく、試料との間に試料と異なる液体の層が形成されにくくなるため、安定かつ容易に試料中の特定成分の濃度情報を計測することができる。
【００５４】
（実施例）
以下に、実施の形態の濃度測定装置を使用した具体な測定例を示す。
【００５５】
光源１としては炭化ケイ素ＳｉＣを棒状に焼結したグローバ光源を使用した。ＡＴＲ素子２としては波長１．１〜１０ミクロンの光に対して透明なゲルマニウム製のものを使用した。光検出手段５としては焦電センサを使用した。撥水性付与部７は、ＡＴＲ素子２の上面６にフッ素樹脂をコーティングすることにより形成した。親水性付与部１３、および流路３内部への親水性の付与は、レシチンを有機溶媒に溶かしたものを、上面６のうち、撥水性付与部７以外の部分、および流路３の内部に塗布し、乾燥させることにより行った。上記のように、撥水性および親水性を付与することにより、ゲルマニウムの接触角が約４４度であるのに対し、撥水性付与部７の接触角は、約８８度であり、親水性付与部１３の接触角は約１２度となった。
【００５６】
図２に、本実施例と比較例における特定成分の濃度測定装置を用いて、吸光度測定を行った結果を示す。ここで、比較例として、ＡＴＲ素子２に撥水性付与部７、親水性付与部１３、および流路３を設けていない点以外は、本実施例における特定成分の濃度測定装置と同様のものを用いた。また、試料として、水が付着しているシリコンゴムを撥水性付与部７を覆うように設置した。
【００５７】
図２において、縦軸は吸光度、横軸は時間変化を示す。吸光度測定は、水分の影響を測定するために、水の吸収帯域である波数３２００ｃｍ-1で行った。図中実線が本実施例における特定成分の濃度測定装置により測定した結果で、点線が比較例における特定成分の濃度測定装置により測定した結果を示す。
【００５８】
比較例の場合は、吸光度が大きく、水分の影響を大きく受けていることがわかる。それに対して、本実施例の場合は、吸光度が少ないことから水分の影響を軽減できていることがわかる。これは、比較例の場合は、水分が試料とＡＴＲ素子２の間に介在するため、試料に到達する光量が少なくなることにより水分の影響を大きく受けていたが、本実施例の場合は、ＡＴＲ素子２と試料との間に介在する水分が、撥水性付与部７の撥水性により、試料とＡＴＲ素子２の間からはじかれ、親水性が付与された流路３を滑落して除去されたことにより、測定に対する水分の影響を軽減できたためと推察される。
【００５９】
このように、本発明の特定成分の濃度測定装置により、ＡＴＲ素子２と試料との間に液体が介在した場合でも（例えば試料が唾液による影響を受けやすい口唇であっても）、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度情報を計測することができることが分かった。
【００６０】
なお、本実施例では、試料として水が付着したシリコンゴムを使用したが、生体組織等の水分が付着、または浸出してくる可能性のある試料であれば、同様の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、以上までの説明では、流路３は、親水性付与部１３の一部に接続されて形成されているとしたが、流路３は、撥水性付与部７に接続されて形成されていてもよい。その場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、流路３の数は、以上の説明では、４つであるとしたが、他の数であってもよいが、流路３の数は多いことが好ましい。
【００６３】
また、流路３は、その一方が側面１６に接続されて形成される、として説明したが、流路３の一方が側面１６ではない、上面６に隣接する面に接続されて形成されてもよい。そのような例を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３は、流路３がＡＴＲ素子２の長手方向（すなわちＡＴＲ素子２に入射した光が進行する光路に沿った方向）に沿って流路３が形成されている例を示す。図３（ａ）はその上面図であり、図３（ｂ）は、その側面図である。図３に示すＡＴＲ素子２は、入射面１１は、上面６に隣接せず、上面６に隣接する面１７に隣接している。また、出射面１２は、上面６に隣接せず、上面６に隣接する面１８に隣接している。流路３は、上面６の中央付近から、面１７および面１８に向かって傾斜して形成され、面１７および面１８に接続されている。ここで、入射面１１、出射面１２は、撥水性が付与されていることが好ましい。または、流路３が面１７または面１８に接続されず、側面１６に接続される構成であってもよい。
【００６４】
また、以上までの説明では、流路３は、その一方が側面１６に接続されて形成される、と説明したが、流路３の一方は、側面１６に接続されなくてもよい。すなわち、流路３の代わりに凹部が形成されていてもよい。その場合、試料と異なる液体は、流路３を介して側面１６に滑落することはないが、凹部が充分に大きければ、試料と異なる液体を、撥水性付与部７から充分に排除することができる。その場合、例えば、親水性付与部１３全体が凹部であってもよい。さらに、凹部は、親水性付与部１３に形成されることに加えて、または親水性付与部１３に形成されることに代えて、撥水性付与部７の一部に形成されてもよい。その場合も上記と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、上記の説明では、流路３の傾斜面４に親水性が付与されるとしたが、親水性が与えられているのは、傾斜面４に限らず、流路３の内部の一部または全部に親水性が付与されている構成であっても、上記と同様の効果を得ることができる。さらに、流路３の内部に親水性が付与されていなくても、傾斜面４の上面６に対する傾斜が充分に大きく、流路３の幅が充分に大きければ、試料と異なる液体は、側面１６に滑落するので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、以上までの説明では、撥水性付与部７は、ＡＴＲ素子２の上面６の中央部に撥水性付与部７が形成される、として説明したが、撥水性付与部７は、少なくとも試料と接触し、試料に照射されるべき光が入射する領域であれば、どのような領域に形成されていてもよい。例えば、図１に示す試料接触領域１４全面に形成されていてもよいし、上面６全面に撥水性付与部７が形成されていてもよい。
【００６７】
上面６全面に撥水性付与部７が形成される場合は、側面１６に親水性付与部１３が形成されてもよいし形成されなくてもよい。側面１６に親水性付与部１３が形成された場合は、上面６の撥水性付与部７からさらに、早く試料と異なる液体が除去される。しかし、側面１６に親水性付与部１３が形成されていなくても、撥水性付与部７から追いやられた試料と異なる液体は、側面１６に達すると、重力の作用により、側面１６に沿って落下するので、そのような場合でも同様の効果を得ることができる。なお、側面１６（すなわち、上面６に隣接し光の光路上にない面）に親水性が付与される場合は、側面１６のうちの一部に親水性が付与されてもよいし、側面１６の全てに親水性が付与されてもよい。また、親水性である面の面積が増えると、試料と異なる液体を吸着できる面が大きくなる。そのため、前記試料と異なる液体の影響が低減でき、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度情報を測定することができる。
【００６８】
また、側面１６に親水性が付与されない場合は、側面１６の少なくとも一部に撥水性が付与されてもよい。側面１６に撥水性が付与されることにより、側面１６に導かれた試料と異なる液体は、重量の作用に加えてさらに速く側面を滑落するので、上面６上の撥水性付与部７における試料と異なる液体を迅速に除去することができる。
【００６９】
また、以上までの説明では、ＡＴＲ素子２の一部に撥水性付与部７を形成し、撥水性付与部７に隣接する領域に親水性付与部１３を形成する、としたが、ＡＴＲ素子２の所定の一部に撥水性を付与することにより撥水性付与部７を形成し、撥水性付与部７に隣接する、親水性付与部１３となるべき領域は、ＡＴＲ素子２自体の接触角をそのまま利用してもよい。そのような場合でも、上記と同様の効果をえることができる。
【００７０】
また、ＡＴＲ素子２の撥水性付与部７となるべき領域以外の領域に、親水性を付与するための加工を施し、撥水性付与部７となるべき領域は、ＡＴＲ素子２自体の接触角を利用してもよく、そのような場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また、以上までは、撥水性付与部７の領域は、撥水性であり、親水性付与部１３の領域は、親水性である、という前提で説明してきたが、撥水性付与部７も親水性付与部１３も両方とも撥水性、または両方とも親水性であってもよい。そのような場合でも、親水性付与部１３の接触角よりも撥水性付与部７における接触角が大きければ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
例えば、上記の実施例においては、ＡＴＲ素子２は、ゲルマニウム製のものを用いたが、他の材質のものが用いられてもよい。例えば、シリコンの接触角は約９０度であり、ＺｎＳｅの接触角は約８１度であるので、その場合は、ＡＴＲ素子２の材質に応じて、接触角がその材質の接触角よりも大きい領域または接触角が小さい領域を作成すればよい。
【００７３】
また、以上までの説明では、撥水性付与部７または親水性付与部１３がＡＴＲ素子２上に形成される、として説明してきたが、撥水性付与部７および親水性付与部１３のどちらも形成されず、流路３のみが、試料接触領域１４に連絡して形成されてもよい。その場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、特定成分としては、光学的に測定可能な物質であればよく、例えば、生体中の血糖値、水分、コレステロール、中性脂肪、乳酸、血中エタノール、体液の各種成分等が挙げられる。
【００７５】
試料としては、光学的に測定可能な物質を含み得るものであればよく、例えば、皮膚、口唇等の生体組織が挙げられる。
【００７６】
濃度情報としては、測定対象である特定成分の濃度の絶対値、成分比及び組成、並びにそれらの時間的変化等が挙げられる。
【００７７】
また、本実施の形態の濃度測定装置において、ＡＴＲ素子２の上面６から入射面１１または出射面１２に試料と異なる液体が流入することを阻止する、本発明の液体流入阻止手段の一例としての段３２が配置されていてもよい。そのような構成を図４に示す。図４（ａ）は、そのような場合のＡＴＲ素子２の上面図であり、図４（ｂ）は、その側面図であり、図４（ｃ）は、入射面１１または出射面１２側から見た図である。段３２は、例えば、上面６上で入射面１１と上面６とが接する位置、および上面６上で出射面１２と上面６とが接する位置に、試料と異なる液体が入射面１１または出射面１２に流入することを阻止できる高さで形成される。
【００７８】
なお、図４では、本発明の液体流入阻止手段として段３２が設置される例を示したが、本発明の液体流入阻止手段は、液体を保持するための凹部であってもよい。また、液体流入阻止手段は、ＡＴＲ素子２の上面６から、側面１６等に向けて、液体を逃がすための流路であってもよい。
【００７９】
液体流入阻止手段として、試料と異なる液体を吸引するための吸引手段３１が設置されてもよい。吸引手段として例えばスポンジを、図４（ｂ）に示すように、側面１６に貼り付け、側面１６から入射面１１および出射面１２に試料と異なる液体が廻りこまないようにすることも考えられる。
【００８０】
さらに、上記の段３２がスポンジにより構成されていてもよいし、液体流入阻止手段としての凹部にスポンジが挿入されていてもよい。また、液体流入阻止手段としての流路にスポンジが挿入され、スポンジの一部が側面１６に接続される構成であってもよい。吸引手段３１としてはスポンジ以外にも紙等の吸収体であってもよく、さらには真空ポンプ等のように、真空を利用して液体を吸引する手段であってもよい。そのほか、当該分野で公知のものを限定なく用いることができる。
【００８１】
なお、以上までの説明では、本発明の光学素子はＡＴＲ素子２であるとして説明してきたが、本発明の光学素子は、ＡＴＲ素子２に限られず、他のタイプの光学素子であってもよい。例えば、試料中を散乱した散乱光を測定するための素子、試料中を透過した透過光を測定するための素子等であってもよい。そのような場合でも、光学素子と試料とが接触する部分に撥水性付与部７を形成し、撥水性付与部７の周囲に親水性付与部１３を形成することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
また、以上までの説明では、光検出手段５において、試料から帰還した光の吸収量に特定成分の濃度が決定される、として説明したが、光検出手段５に分光手段が含まれる構成も考えられる。その場合は、試料中に含まれる特定成分の波長依存性を計測することができる。また、光検出手段５に干渉計を含まれて、ＦＴ−ＩＲ測定をすることも考えられる。その場合は、高感度な測定をすることができる。
【００８３】
また、以上までの説明では、試料から帰還した光を受光して、受光された光に応じて、試料中の特定成分の濃度が測定される、として説明してきたが、測定されるのは、濃度のみに限られず、温度、湿度、粘度、密度等、濃度以外の情報が測定されてもよい。その場合は、受光された光に応じて、上記の情報が対応していればよく、その場合も上記と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、光学素子と試料との間に水、唾液、汗等の液体が介在した場合でも、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度等の情報を計測することが可能な情報測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す概略図である。
【図２】
同実施例と比較例における特定成分の濃度測定装置を用いて、吸光度測定を行った結果を示す特性図である。
【図３】
本発明の一変形例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す図である。
【図４】
本発明の他の変形例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
（符号の説明）
１  光源
２  ＡＴＲ素子
３  流路
４  傾斜面
５  光検出手段
６  上面
７  撥水性付与部
１１  入射面
１２  出射面
１３  親水性付与部
１４    試料接触領域
３１  吸引手段
３２  段
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射された前記光の光量を検出する光検出手段とを有し、
前記光学素子は、前記試料と接触する面の一部であって前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大であり、
前記光検出手段により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置。
【請求項２】  前記情報は、前記試料中に含まれる特定成分の濃度に関する情報である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項３】  前記第１の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項４】  前記第２の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項５】  前記第１の領域の一部または前記第２の領域の少なくとも一部に凹部が形成されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項６】  前記第１の領域が撥水性を有する、請求項１または３に記載の情報測定装置。
【請求項７】  前記第２の領域が親水性を有する、請求項１または４に記載の情報測定装置。
【請求項８】  前記第１の領域が撥水性を有し、前記第２の領域が親水性を有する、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項９】  前記光学素子が減衰全反射素子である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１０】  前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子を通る光の光路上にない面に接続されて、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路が形成されている、請求項５に記載の情報測定装置。
【請求項１１】  前記流路の少なくとも一部が親水性である、請求項１０に記載の情報測定装置。
【請求項１２】  前記流路が、前記第１の領域の一部に開口して形成されている、請求項１０に記載の情報測定装置。
【請求項１３】  前記凹部が、前記光学素子中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、請求項５に記載の情報測定装置。
【請求項１４】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子中を通る光の光路上にない面の少なくとも一部が親水性である、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１５】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１６】  前記光学素子の前記第１の領域または前記第２の領域から、前記光学素子の光源からの光が入射する面、及び前記光学素子の前記試料から帰還した光を前記光検出手段に出射する面に、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段を有している、請求項１記載の情報測定装置。
【請求項１７】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段が設置されている、請求項１に記載の情報測定装置。
【請求項１８】  光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子であって、
前記出射された前記光の光量を光検出手段が検出することにより、前記試料中の情報を測定し、
少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大である光学素子。
【請求項１９】  前記第１の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項２０】  前記第２の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項２１】  前記第１の領域の一部または前記第２の領域の少なくとも一部に凹部が形成されている、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項２２】  前記第１の領域が撥水性を有する、請求項１８または１９に記載の光学素子。
【請求項２３】  前記第２の領域が親水性を有する、請求項１８または２０に記載の光学素子。
【請求項２４】  前記第１の領域が撥水性を有し、前記第２の領域が親水性を有する、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項２５】  前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子を通る光の光路上にない面に接続されて、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路が形成されている、請求項２１に記載の光学素子。
【請求項２６】  前記流路の少なくとも一部が親水性である、請求項２５に記載の光学素子。
【請求項２７】  前記流路が、前記第１の領域の一部に開口して形成されている、請求項２５に記載の光学素子。
【請求項２８】  前記凹部が、前記光学素子中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、請求項２１に記載の光学素子。
【請求項２９】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子中を通る光の光路上にない面の少なくとも一部が親水性である、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項３０】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項３１】  前記光学素子の前記第１の領域または前記第２の領域から、前記光学素子の光源からの光が入射する面、及び前記光学素子の前記試料から帰還した光を前記光検出手段に出射する面に、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段を有している、請求項１８記載の光学素子。
【請求項３２】  前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段が設置されている、請求項１８に記載の光学素子。
【請求項３３】  光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射された前記光の光量を検出する光検出手段とを有する情報測定装置を使用する情報測定方法であって、
前記光学素子は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大であり、
前記光検出手段により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
また、ＺｎＳｅ光学結晶等からなるＡＴＲ素子を口唇の粘膜に密着させた後、このＡＴＲ素子に波長９〜１１マイクロメートルのレーザ光を入射させ、ＡＴＲ素子の内部でレーザ光を多重反射させ、その減衰全反射光、散乱反射光等を分析することにより血糖値や血中エタノール濃度を測定する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１３４３９号公報
【非特許文献１】福島英生他著、「血糖値の非侵襲的計測方法−光学的ブドウ糖センサーの開発−」、ＢＭＥ、社団法人日本エムイー学会、１９９１年、第５巻、第８号、ｐ．１６−２１
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
第１８の本発明は、光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子であって、
前記出射された前記光の光量を光検出手段が検出することにより、前記試料中の情報を測定し、
少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大である光学素子である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第１９の本発明は、前記第１の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、第１８の本発明の光学素子である。
第２０の本発明は、前記第２の領域は、前記光学素子を形成する材料により形成されている、第１８の本発明の光学素子である。
第２１の本発明は、前記第１の領域の一部または前記第２の領域の少なくとも一部に凹部が形成されている、第１８の本発明の光学素子である。
第２２の本発明は、前記第１の領域が撥水性を有する、第１８または第１９の本発明の光学素子である。
第２３の本発明は、前記第２の領域が親水性を有する、第１８または第２０の本発明の光学素子である。
第２４の本発明は、前記第１の領域が撥水性を有し、前記第２の領域が親水性を有する、第１８の本発明の光学素子である。
第２５の本発明は、前記凹部が前記試料と接触する面のうち前記光学素子を通る光の光路上にない面に接続されて、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体を排出するための流路が形成されている、第２１の本発明の光学素子である。
第２６の本発明は、前記流路の少なくとも一部が親水性である、第２５の本発明の光学素子である。
第２７の本発明は、前記流路が、前記第１の領域の一部に開口して形成されている、第２５の本発明の光学素子である。
第２８の本発明は、前記凹部が、前記光学素子中を通る光の光路を実質的に妨げない位置および大きさで設けられている、第２１の本発明の光学素子である。
第２９の本発明は、前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子中を通る光の光路上にない面の少なくとも一部が親水性である、第１８の本発明の光学素子である。
第３０の本発明は、前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち少なくとも１つは、撥水性を有する、第１８の本発明の光学素子である。
第３１の本発明は、前記光学素子の前記第１の領域または前記第２の領域から、前記光学素子の光源からの光が入射する面、及び前記光学素子の前記試料から帰還した光を前記光検出手段に出射する面に、前記第１の領域と前記試料との間に介在する液体が流入することを阻止する液体流入阻止手段を有している、第１８の本発明の光学素子である。
第３２の本発明は、前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面に、前記液体を吸引するための吸引手段が設置されている、第１８の本発明の光学素子である。
第３３の本発明は、光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射された前記光の光量を検出する光検出手段とを有する情報測定装置を使用する情報測定方法であって、
前記光学素子は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部であり、前記試料に照射すべき光が入射する第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第１の領域における接触角は、前記第２の領域における接触角よりも大であり、
前記光検出手段により得られた信号に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定方法である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定方法を提供することができる。
第３４の本発明は、光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射された前記光の光量を検出する光検出手段とを有し、
前記光学素子は、少なくとも前記試料と接触する部分が撥水性を有し、前記試料と接触する部分に、前記試料に照射されるべき光が入射し、
前記光検出手段により得られた情報に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置を提供することができる。
第３５の本発明は、光源と、前記光源から入射された光を接触する試料に照射し、前記試料から帰還した光を受光し、前記受光した光を出射する光学素子と、前記光学素子より出射さたれ前記光の光量を検出する光検出手段とを有し、
前記光学素子は、少なくとも前記試料と接触する部分の一部もしくは前記試料と接触する部分の一部に隣接する部分の一部と、前記光学素子の試料と接触する面に隣接する面のうち前記光学素子中を通る光の光路上にない面とを結ぶ、前記試料と前記光学素子との間に介在する液体を前記試料と接触する部分から排出させる流路を有し、
前記光検出手段により得られた情報に基づいて、前記試料中の情報を測定する情報測定装置である。
上記構成により、上述した課題を解決することができる情報測定装置を提供することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、光学素子と試料との間に水、唾液、汗等の液体が介在した場合でも、安定かつ容易に、試料中に含まれる特定成分の濃度等の情報を計測することが可能な情報測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す概略図である。
【図２】
同実施例と比較例における特定成分の濃度測定装置を用いて、吸光度測定を行った結果を示す特性図である。
【図３】
本発明の一変形例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す図である。
【図４】
本発明の他の変形例における特定成分の濃度測定装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  光源
２  ＡＴＲ素子
３  流路
４  傾斜面
５  光検出手段
６  上面
７  撥水性付与部
１１  入射面
１２  出射面
１３  親水性付与部
１４  試料接触領域
３１  吸引手段
３２  段
【国際調査報告】
2003056306.tif 000007
2003056306.tif 000008