(57)【要約】濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な測定方法を提供する。濃度測定用接触子２、光源１、及び光検出器６を有する濃度測定装置本体と、前記濃度測定用接触子２に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子２に前記光源１から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子２に帰還した光の光量を前記光検出器６により計測した計測値である非接触計測値と、前記濃度測定用接触子２が清浄な状態で、計測した、予め求められた基準値との差を算出し、算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段８とを備える。
2003078981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、
算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段とを備えた濃度測定装置。
【請求項２】
算出手段を備え、
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させ、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測し、
前記算出手段は、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子の表面を清浄にするように指示するメッセージを表示する表示手段を備えた請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項４】
前記濃度測定用接触子が減衰全反射素子であり、前記測定対象物に入射する光が、前記減衰全反射素子からしみ出したエバネッセント光である請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項５】
前記測定対象物は生体組織であり、前記特定成分はグルコース、エタノール、コレステロール、またはコレステロール誘導体である請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項６】
前記光検出器は、波数１１００ｃｍ−１を中心とする波数１０００ｃｍ−１から１２００ｃｍ−１までの光をスキャン計測する請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記非接触計測値から求めた所定の波数の吸光度が所定の値よりも大きい場合、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が無効であると判定する請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項８】
前記非接触計測値の計測は、前記測定対象物と離れた状態の濃度測定用接触子に光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光のＰ偏光成分の光量とＳ偏光成分の光量とを光検出器により計測することであり、
前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値と前記Ｓ偏光成分の計測値とに基づいて、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定し、
前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定するとは、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定することである請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｐ／Ｉｓまたはｌｏｇ１０（Ｉｐ／Ｉｓ）を算出し、算出された値が所定の値以上である場合に、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する請求項８記載の濃度測定装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する請求項９記載の濃度測定装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ１０（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する請求項８記載の濃度測定装置。
【請求項１２】
前記判定手段は、前記Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する請求項１１記載の濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、生体組織等の測定対象物に含まれるグルコース、コレステロール、エタノール、コレステロール誘導体等の濃度を測定する濃度測定装置に関するものである。
背景技術
従来、減衰全反射（以降ＡＴＲと記述する）測定装置を用いて被検体、とりわけ生体や溶液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、特開平９−１１３４３９号公報には、図７に示すように、平行に向かい合った一対の反射面を備えた透明なＡＴＲ素子５１に上下の口唇５２を密着させて血糖値を測定する方法が提案されている。なお、特開平９−１１３４３９号公報の文献の全ての開示は、そっくりそのまま引用する（参照する）ことにより、ここに一体化する。この方法によると、ＡＴＲ素子５１を口にくわえて上下から押さえつけた後、ＡＴＲ素子５１に光を入射させ、図７の破線で示すようにＡＴＲ素子５１の反射面と口唇５２の境界で全反射を繰り返してＡＴＲ素子５１の外部にしみ出した光を分析する。
また、ＢＭＥ、Ｖｏｌ．５、Ｎｏ．８（日本エムイー学会、１９９１）には、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のち、このＡＴＲ素子に波長９〜１１ミクロンのレーザ光を進入させてＡＴＲ素子の内部で多重的に反射させ、その吸収光、散乱反射光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。なお、ＢＭＥ、Ｖｏｌ．５、Ｎｏ．８（日本エムイー学会、１９９１）の文献の全ての開示は、そっくりそのまま引用する（参照する）ことにより、ここに一体化する。この方法によると、リアルタイムに、かつ非侵襲的にグルコース濃度やエタノール濃度、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。この方法は、エバネッセント光（いわゆる浸みだし光）を定量分析に応用したものである。ＡＴＲ素子を進行する光はわずかに口唇に浸入し、そこに存在する体液中の各成分の影響を受ける。例えば、グルコースには光の波数が１０８０ｃｍ−１において光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の変化に応じて、吸収量が異なってくる。従って、この光の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変化にともなう吸収量の変化を検出することができ、すなわち、各成分の濃度を得ることが可能になる。
一般に、ＡＴＲ測定装置を用いて、物質表面の吸光度を測定したり、また吸光度を用いて濃度を算出する場合、図８に示す測定方法を行っていた。
ます、バックグランド測定工程において、光源から出射した光をＡＴＲ素子に入射させ、ＡＴＲ素子を測定対象である試料に接触させないで、例えば空気や純水等の参照物の分光計測を行い、計測結果をメモリに記憶することにより、バックグランドを測定する（Ｓ８）。バックグランド測定を行うのは、光源や光検出器などの波長特性を補正するためと、これらの特性が経年的に変化した場合にも、正確な吸光度や濃度を算出できるようにするためである。
次に、測定対象である試料をＡＴＲ素子と接触するように設定した後、試料の測定を行う（Ｓ９）。
次に、バックグランド測定時の光検出器からの検出信号をＩｂ、試料測定時の光検出器からの検出信号をＩｍとすると、ｌｏｇ１０（Ｉｂ／Ｉｍ）を算出する。この値は一般に吸光度と呼ばれる。このようにすると、吸光度と試料中の特定成分の濃度には相関関係があるため、予め吸光度と濃度との検量線を求めておけば、算出された吸光度より試料中の特定成分の濃度を推定することができる（Ｓ１１）。
しかしながら、上記のような従来のＡＴＲ測定装置は、以下のような問題点を有していた。
すなわち、バックグランド測定時に、ＡＴＲ素子表面が汚れていたり、前回の測定時の残留物等が付着していたような場合、特定成分の測定精度が悪くなっていた。
また、例えば口唇粘膜においてグルコース濃度を測定する場合、口腔内の洗浄が不十分であるとき、お茶やジュース等の成分が口唇粘膜に残存し、測定結果に悪影響を与えていた。
発明の開示
本発明は上記の問題点に鑑み、測定時に、濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても、高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な濃度測定装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子（２）に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、
算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段（８）とを備えた濃度測定装置である。
また、第２の本発明は、算出手段（１０）を備え、
前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させ、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測し、
前記算出手段（１０）は、前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する第１の本発明の濃度測定装置である。
また、第３の本発明は、前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子（２）の表面を清浄にするように指示するメッセージを表示する表示手段（１１）を備えた第１の本発明の濃度測定装置である。
また、第４の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させた後の前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求めた基準値との差を算出し、
算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段（１０）とを備えた濃度測定装置である。
また、第５の本発明は、算出手段（１０）を備え、
前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物（２）を接触させたときに、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測し、
前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記算出手段（１０）は、前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する第４の本発明の濃度測定装置である。
また、第６の本発明は、前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記測定対象物の洗浄を指示するメッセージを表示する表示手段（１１）を備えた第４の本発明の濃度測定装置である。
また、第７の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子（２）に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体と、
（１）測定対象物に接した状態の前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を光検出器（６）により計測した計測値である接触計測値と、（２）前記接触計測値の計測の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子（２）から離し、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した計測値である非接触計測値とを入力する入力手段（１２）と、
前記接触計測値を前記非接触計測値で補正する補正手段（１３）と、
補正された結果に基づいて、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度を算出する算出手段（１０）とを備えた濃度測定装置である。
また、第８の本発明は、前記濃度測定用接触子（２）が減衰全反射素子であり、前記測定対象物に入射する光が、前記減衰全反射素子からしみ出したエバネッセント光である第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
また、第９の本発明は、前記測定対象物は生体組織であり、前記特定成分はグルコース、エタノール、コレステロール、またはコレステロール誘導体である第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
また、第１０の本発明は、前記光検出器（６）は、波数１１００ｃｍ−１を中心とする波数１０００ｃｍ−１から１２００ｃｍ−１までの光をスキャン計測する第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
また、第１１の本発明は、前記補正手段（１３）は、前記接触計測値から求めた所定の波数の吸光度から、前記非接触計測値から求めた前記所定の波数の吸光度を差し引いた値を求め、
前記算出手段（１０）は、その求められた値に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する第７の本発明の濃度測定装置である。
また、第１２の本発明は、前記判定手段（８）は、前記非接触計測値から求めた所定の波数の吸光度が所定の値よりも大きい場合、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が無効であると判定する第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
また、第１３の本発明は、前記非接触計測値の計測は、前記測定対象物と離れた状態の濃度測定用接触子（２）に光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光のＰ偏光成分の光量とＳ偏光成分の光量とを光検出器（６）により計測することであり、
前記判定手段（８）は、前記Ｐ偏光成分の計測値と前記Ｓ偏光成分の計測値とに基づいて、前記濃度測定用接触子（２）上に付着物が存在するか否かを判定し、
前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定するとは、前記濃度測定用接触子（２）上に付着物が存在するか否かを判定することである第１〜６の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
また、第１４の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｐ／Ｉｓまたはｌｏｇ１０（Ｉｐ／Ｉｓ）を算出し、算出された値が所定の値以上である場合に、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する第１３の本発明の濃度測定装置である。
また、第１５の本発明は、前記判定手段（８）は、前記１ｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する第１４の本発明の濃度測定装置である。
また、第１６の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ１０（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する第１３の本発明の濃度測定装置である。
また、第１７の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する第１６の本発明の濃度測定装置である。
また、第１８の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子（２）に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象の特定成分の濃度を測定する特定成分濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子（２）に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
また、第１９の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子（２）に入射させる光源と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象物の特定成分の濃度を測定する特定成分の濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させた後の前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
また、第２０の本発明は、測定対象物に接した状態の濃度測定用接触子（２）に光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を光検出器（６）により計測する接触計測工程と、
前記接触計測工程の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子（２）から離し、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測する非接触計測工程と、
前記接触計測工程において計測された結果を前記非接触計測工程において計測された結果で補正し、得られた結果に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する算出工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１について説明する。
図１は本発明の一実施の形態における特定成分の濃度測定方法に用いる濃度測定装置を示す概略図である。
本実施の形態では、一例として、測定対象物中の特定成分であるグルコースの濃度を計測する例について説明する。
光源１には、例えば中赤外光を発生する光源を用いる。本実施の形態では、光源１としてＳｉＣ光源を用いる。ＳｉＣ光源は、特に、グルコースのような吸収波数が１０８０ｃｍ−１や１０３３ｃｍ−１等の指紋領域（中赤外領域）にあるような物質の濃度を測定するような場合に適している。
濃度測定用接触子２の材料としては、中赤外光を透過し、化学的に安定で、機械的強度に優れているものが好ましく、本実施の形態では、濃度測定用接触子２の材料には、ゲルマニウムを用いる。
接触部４には、測定対象物を接触させる。例えば、グルコース溶液を測定する場合、この部分にグルコース溶液を滴下し、接触部４の表面上をすべて覆わせる。表面張力の効果によって、グルコースは接触部４よりこぼれることなく計測に必要な適度の量が接触部４に保持されるので、安定に計測することができる。
また、測定対象物が生体である場合には、接触部４に生体を密着させる。ここで、生体と密着する部分の面積が２ｃｍ２以下であることが好ましい。面積を２ｃｍ２以下にすることにより、生体への食い込みが大きくなり、密着性がよくなって安定に計測することができる。接触部４に密着させる生体の部分は、角質層の薄いところが好ましく、指の爪の付け根部分の後爪郭や口唇や口腔内が好ましい。
接触部４の形状は特に限定するものではないが、略円形状であると、測定対象物が生体の場合は、測定時の痛みが少ないため好ましい。更に外周部に面取り部分、もしくは丸み部分を設けることにより、更に痛みが低減化できるため好ましい。
光検出器６として、本実施の形態ではＭＣＴ光検出器を用いる。
偏光子７は、ある特定の偏光成分の光を取り出す働きを有する。本実施の形態では、微細なスリットを複数本設けたワイヤーグリッド偏光子を用いる。偏光子７を回転させることで、光検出器６に到達する光の偏光成分をＳ偏光またはＰ偏光に任意に設定することができる。偏光子７は、図１の位置に限定されず、光源１と光検出器６との光路上にあればよい。
図中偏光子７の実線方向はＳ偏光成分の光の振動方向を示し、破線方向はＰ偏光成分の光の振動方向を示す。偏光子７は同一振動方向の光しか通過させないため、例えば図の実線方向に設定してＳ偏光成分の計測を行った後、Ｐ偏光成分を測定するには、偏光子７を９０度回転させればよい。
また、図示しないが、例えば光源１と濃度測定用接触子２との間に分光手段を設けると、特定成分の波長分光特性が計測できるので、種々の波長での吸収特性を得ることができるため好ましい。特に干渉計を用いた分光法ＦＴ−ＩＲ法は高感度な計測ができるため好ましい。
判定手段８は、測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する。
算出手段１０は、光検出器６で計測された結果から検量線９を利用して、グルコース溶液の濃度を算出する。算出手段１０としてはＣＰＵとメモリーから構成されるマイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータを用いる。
検量線９は、予め濃度が既知のグルコース溶液を本実施の形態の特定成分の濃度測定方法により計測し、グルコース溶液の濃度と計測結果とを各グルコース溶液の濃度において対応付けた情報である。検量線９は、例えば、上記マイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータに予め格納されている。
また、表示手段１１は、光検出器６での計測結果や測定者に対するメッセージ等を表示する。
次に、上記の測定装置を用いた本実施の形態の特定成分の濃度測定方法について、グルコース濃度を口唇粘膜から測定する場合を例に取り説明する。図２は、本実施の形態における特定成分の濃度測定方法の測定フローを示す概略図である。
図２に示すように、最初にバックグランド測定を行なう（Ｓ１）。バックグランド測定は、図１に示す接触部４に口唇粘膜を密着させない状態で、濃度測定用接触子２の光入力部３に光源１から出射した光を入射させ、接触部４から接触部４外に出射した後、接触部４に帰還し、光出力部５から濃度測定用接触子２外に出力した光の光量を光検出器６により計測する。このとき偏光子７は、Ｐ偏光またはＳ偏光のどちらに設定されていてもよい。また、接触部４の全面を覆うように、接触部４上を水で濡らして分光測定してもよい。
次に、接触部４に口唇粘膜を密着させ（Ｓ２）、第１の分光測定（測定１）を行う（Ｓ３）。このとき偏光子７は、バックグランド測定時と同じ設定にして測定を行う。バックグランド測定の場合と同様に、濃度測定用接触子２の光入力部３に光源１から出射した光を入射させ、接触部４から口唇粘膜内に入射し、口唇粘膜内を伝播した後接触部４に帰還し、光出力部５から濃度測定用接触子２外に出力した光の光量を光検出器６により計測する。次に、算出手段８はバックグランド測定での計測値をＩｂ、第１の分光測定での計測値をＩｍ１としたとき、ｌｏｇ１０（Ｉｂ／Ｉｍ１）を算出することにより、口唇粘膜の吸光度を求める。
次に、接触部４を口唇粘膜から離し（Ｓ４）、接触部４上に付着した唾液や汚れをふき取らずに、バックグランド測定と同様の方法により第２の分光測定（測定２）を行う（Ｓ５）。次に、第２の分光測定での計測値をＩｍ２としたとき、算出手段１０は、ｌｏｇ１０（Ｉｂ／Ｉｍ２）を算出することにより、唾液または汚れの吸光度を求める。
図３に、ｌｏｇ１０（Ｉｂ／Ｉｍ２）の分光特性の一例を示す。正常な計測が行われた場合は、接触部４に残る体液成分はほとんど唾液であるので、図３に示す通常時のような分光特性となる。なお、通常時とは接触部４上を水で濡らして分光測定した場合の特性である。しかし、測定前にお茶やジュース等の飲料物を飲んで、口腔内の洗浄が不十分な場合は、同図に示す茶飲後のような分光特性となり、通常の場合と大きく異なることがある。通常時の場合と比較すると、吸光度が全体的に大きくなるとともに、１１００ｃｍ−１を中心とする１２００ｃｍ−１から１０００ｃｍ−１近辺の、グルコースの吸収ピークが存在する波数領域でのスペクトル形状が変化していることがわかる。そのときの数値は通常時は吸光度が０．０２±０．０２であり、茶飲み後は吸光度が０．０６±０．０２である。
図４に、お茶及び水の吸光度を示す。図中、一点鎖線が通常時、破線が比較的濃度の薄いお茶、実線が濃度が濃いお茶の吸光度である。なお、通常時とは接触部４上を水で濡らして分光測定した場合の特性である。このように、お茶の濃度が濃い程、通常時に比べて吸光度が大きくなり、スペクトル形状が変化していることがわかる。したがって、図３において、茶飲後に第２の分光測定を行った場合に通常時と異なる測定結果が得られ、グルコース濃度の算出に悪い影響を与えるのは、お茶の吸光度の影響であると考えられる。
したがって、第２の分光測定を終了し、分光特性を算出した際に、吸光度もしくはスペクトル形状が大きく変化し、特定の波数の光に対する吸光度が所定の値よりも大きい場合は、口唇粘膜と接触部４の間に妨害成分を含んだ状態で第１の分光測定を行った可能性が高いため、第１の分光測定における計測結果が無効であると判定される（Ｓ６）。
すなわち、判定手段８は、図３及び図４に示す通常時の分光特性や吸光度と、第２の分光測定の結果求めた分光特性や吸光度との差を求める。ここで図３や図４に示す通常時の分光特性や吸光度は、濃度測定用接触子２が清浄な状態で、濃度測定用接触子２に光源１から出射した光を入射させ、濃度測定用接触子２から濃度測定用接触子２外に出射した後、濃度測定用接触子２に帰還した光の光量を光検出器６により計測した計測値から求めた分光特性や吸光度であり、予め求めておいた分光特性や吸光度である。
そして、判定手段８は、この差を予め決められた閾値と比較することによって測定対象成分の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する。すなわち、この差が予め決められた閾値より大きい場合には、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が無効であると判定し、この差が予め決められた閾値より小さい場合には、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が有効であると判定する。
なお、本実施の形態の図３や図４に示す通常時の分光特性や吸光度は本発明の基準値の例である。
ここで、判定手段８が、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合には、表示手段１１は、口腔内を洗浄するように指示するメッセージを表示する。このようにすると、口腔内を冷水または温水等で洗浄した後、再測定を行うことができるため、正確なグルコース濃度を求めることができる。そして、口腔内を洗浄してから再度Ｓ１のバックグランド測定から測定をやり直す。
また、判定手段８が、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合には、算出手段１０は、第１の分光測定（測定１）及びバックグランド測定から求められた第１の分光測定（測定１）の吸光度から検量線９を用いて、グルコース溶液の濃度を求める（Ｓ７）。
また、第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２に基づいて妨害成分の影響を計算し、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１を補正してもよい。図５にこのような補正を行うことが出来る濃度測定装置を示す。なお、図１と同一部分については同一符号を付し詳細な説明を省略する。
入力手段１２は、バックグランド測定時の計測値、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１、及び第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２を光検出器６からそれぞれ入力する。そして、入力手段１２は、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１とバックグランド測定の計測値とから第１の分光測定の特定波数の吸光度を求める。また、入力手段１２は、第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２とバックグランド測定の計測値とから第２の分光測定の特定波数の吸光度を求める。
次に、補正手段１３は、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１から求めた特定波数の吸光度から、第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２から求めた特定波数の吸光度を差し引いた値を求める。
そして、算出手段１０は、補正手段１３が求めた値から検量線９を用いて、グルコース溶液の濃度すなわち特定成分の濃度を求める。このようにすると、妨害成分の影響を取り除くことができるので、正確なグルコース濃度を求めることができる。
なお、実施の形態１では、偏光子７を用いて特定の偏光成分の光量を計測するとして説明したが、これに限らない。偏光子７を設けなくても本実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。ただし、Ｐ偏光成分の方がＳ偏光成分よりも測定対象物の内部に深くしみ出すので、偏光子７を設けてＰ偏光成分の光量を測定することにより、より正確に特定成分の濃度を求めることが出来る。
さらに、検量線９は、グルコース溶液の濃度と計測結果とを対応つけるテーブルであっても構わないし、グルコース溶液の濃度と計測結果とを対応つける数式であっても構わない。
さらに、図３で説明したように、１１００ｃｍ−１を中心とする１２００ｃｍ−１から１０００ｃｍ−１近辺にはグルコースの吸収ピークが存在するので、バックグランド測定、第１の分光測定、及び第２の分光測定で１１００ｃｍ−１を中心とする１２００ｃｍ−１から１０００ｃｍ−１までの波数領域をスキャン計測することにより精度よくグルコース濃度を測定することが出来るようになる。
さらに、本実施の形態では、光源１としてＳｉＣ光源を用いるとして説明したが、これに限らず、光源１として例えばタングステンなどを用いることが好ましい。また、さらに好ましくは光源１として量子カスケードレーザを用いることが好ましい。このような光源を用いる場合も、ＳｉＣ光源を用いる場合と同様に、特に、グルコースのような吸収波数が約１０８０ｃｍ−１や１０３３ｃｍ−１等の指紋領域（中赤外領域）にあるような物質の濃度を測定するような場合に適している。
さらに、本実施の形態では、濃度測定用接触子２の材料としてゲルマニウムを用いるとして説明したが、これに限らない。濃度測定用接触子２の材料として、中赤外光を透過し、化学的に安定で、機械的強度に優れているシリコンを用いることも出来る。
また、濃度測定用接触子２の材料としてシリコンを用いる場合には、例えば、波長１．１〜１０ミクロンで透明なシリコン単結晶基板を用いる。特にホウ素やリン等の不純物含有量が小さく、抵抗率も１００Ωｃｍ以上のものが好ましい。さらには、抵抗率が１５００Ωｃｍ以上のものが好ましい。これら高抵抗率のシリコンは、約９〜１０ミクロンの赤外波長で透過率が高く、これらの波長帯に吸収領域を有するグルコース等の物質を測定する場合に好ましい。
さらに、光入力部３の表面には反射防止膜を設けることが好ましい。反射防止膜の材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）やＺｎＳｅを用いる。膜厚としては約１．１から１．３ミクロンが好ましく、更には１．２ミクロン程度が好ましい。
さらに、光出力部５には、光入力部３と同様に反射防止膜を設けることが好ましい。
さらに、本実施の形態では、光検出器６としてＭＣＴ光検出器を用いるとして説明したが、これに限らない。光検出器６として焦電センサーを用いても構わない。
さらに、本実施の形態では、偏光子７としてワイヤーグリッド偏光子を用いるとして説明したが、これに限らない。偏光子７としてＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する干渉フィルタ型偏光子を用いることも出来る。
（実施の形態２）
本実施の形態における特定成分の濃度測定方法では、バックグランド測定を行う前に、濃度測定用接触子２上に付着物が存在するか否かを判定する工程を行う。これは、前の測定時に付着した残留物等により接触部４上が汚れている状態でバックグランド測定を行い、測定値に悪影響を及ぼすのを防ぐために行う。
まず、偏光子７でＳ偏光成分の光が通過できるようにして、口唇粘膜を接触部４に密着させない状態でＳ偏光成分の分光測定を行う。続いて、偏光子７を９０度回転させてＰ偏光成分の光が通過できるようにして、Ｐ偏光成分の分光特性を測定する。
次に、Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとし、判定手段８は、例えばＩｐ／Ｉｓを算出する。Ｉｐ／Ｉｓを算出することで、接触部４上の付着物の吸光特性を評価することができる。
図６に、Ｉｐ／Ｉｓの分光特性を示す。図中通常時と示したグラフは、接触部４の表面が清浄な状態での分光特性であり、接触部４上を水で濡らして分光測定した場合の分光特性である。また、茶飲後と示したグラフは、お茶を飲んだ後口唇粘膜を一度密着させ、口唇粘膜を離した状態での分光特性を示す。このように、両者には大きな違いがあることがわかる。
したがって、判定手段８は、Ｉｐ／Ｉｓの値が所定の値以上を示した場合は、接触部４上に付着物が存在すると判定する。具体的には、判定手段８は、Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の範囲である場合には、付着物が存在しないと判定する。そして、Ｉｐ／Ｉｓの値がそれ以外の範囲にある場合には、付着物が存在すると判定する。このように判定手段８は、測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する。
そして、判定手段８が付着物が存在すると判定した場合、表示手段１１は、接触部４表面を洗浄するメッセージを表示する。接触部４表面を洗浄後再び測定を行うことにより、グルコース濃度の測定精度を向上させることができる。
すなわち、判定手段８が付着物が存在しないと判定した場合、実施の形態１と同様の動作を行う。
ここで、接触部４に入射させる光の入射角度λは、下記式（１）より求めたｚ／λが０．２５以上となるように設定することが好ましい。
2003078981.tif 000003
ただし、ｚは接触部に入射する光の付着物へのしみ出し深さ（単位ミクロン）、λは接触部に入射する光の波長（単位ミクロン）、ｎｆは接触部の屈折率、θは接触部に入射する光の入射角度、ｎｃは付着物の屈折率をあらわす。
例えば、付着物がお茶の場合、波長約９．６ミクロンでのお茶の屈折率ｎｃを１．２４とすると、接触部に屈折率ｎｆが４のゲルマニウムを用いたとき、ｚ／λ＝０．２５となる入射角度θは約４５度となる。このような入射角度で光を接触部に入射させることで、Ｓ偏光とＰ偏光の付着物内での光の吸光度に大きな差が生じる。このＳ偏光とＰ偏光との吸光度差により、付着物の有無を検出することができる。すなわち、Ｓ偏光は、付着物のより浅い部分までしかしみ出さず、Ｐ偏光は、付着物のより深い部分までしみ出す。そして、Ｓ偏光は、付着物に含まれる特定成分の濃度の影響をほとんど受けない。つまり、Ｓ偏光の光量を計測することは、従来の技術におけるバックグランド測定を行うことに対応し、Ｐ偏光の光量を計測することは、従来の技術における付着物の計測を行うことに対応する。従って、Ｓ偏光の光量とＰ偏光の光量とを計測することにより、付着物の有無を検出することが出来る。
入射角度は、４５度より小さければ有効であるが、臨界角よりも大きいことが好ましい。臨界角よりも小さくなると光が全反射条件を満足しないために光が付着物中に拡散して帰還する光の量が減少するとともに、Ｐ偏光とＳ偏光の光の光路差が減少してしまうためである。実験の結果、ｚ／λ＝０．９以上、すなわち接触部にゲルマニウムを使用した場合、入射角度を２１度や２０度にすると特に良好な結果が得られ、１９度にすると更に好ましい結果が得られた。
なお、本実施の形態では、Ｉｐ／Ｉｓを用いて濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定する工程を行ったが、これに限定されず、ｌｏｇ１０（Ｉｐ／Ｉｓ）を用いても同様の効果を得ることができる。また、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ１０（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定してもよい。また、Ｉｓ／Ｉｐを用いて濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定する場合には、判定手段８は、Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の範囲である場合には、付着物が存在しないと判定する。そして、Ｉｓ／Ｉｐの値がそれ以外の範囲にある場合には、付着物が存在すると判定する。
さらに、実施の形態２では、判定手段８が付着物が存在しないと判定した場合、実施の形態１と同様の動作を行うとして説明したがこれに限らない。判定手段８が付着物が存在しないと判定した場合、実施の形態１のステップ４及びステップ５を行わなくても構わない。
さらに、本実施の形態では、測定対象物中の特定成分であるグルコースの濃度を計測する例について説明したが、これに限らない。測定対象物としてグルコース溶液だけでなく、血漿中のグルコース濃度、生体中のグルコース濃度等の測定にも有用である。測定対象物の特定成分がグルコース以外に、コレステロール、エタノール、コレステロール誘導体等である場合も本実施の形態を効果的に適用することが出来る。ただし、測定対象物の特定成分が変わると、計測する光の波長も変わる。
すなわち、コレステロールもしくはコレステロール誘導体を測定対象物の特定成分とする場合には、コレステロールの吸収波長が１５００ｎｍや１７００ｎｍであるので、光源１として、このような波長の光を射出する光源を用いるかまたはこのような波長の光を検出する光検出器を用いればよい。また、エタノールを測定対象物の特定成分とする場合には、エタノールの吸収波数が１２４０ｃｍ−１や１４００ｃｍ−１であるので、このような波数の光を射出する光源を用いるかまたはこのような波数の光を検出する光検出器を用いればよい。また、上記以外の測定対象物の特定成分であっても、その測定対象物の特定成分の吸収波数の光を射出する光源を用いるかまたはこのような波数の光を検出する光検出器を用いることにより、上記と同様にその測定対象物の特定成分の濃度を計測することが出来る。
産業上の利用可能性
本発明によれば、濃度測定用接触子の接触部表面に、特定成分の濃度測定を妨害する物質が付着していることを判定することにより、濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても、高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態における特定成分の濃度測定方法に用いる濃度測定装置を示す概略図である。
図２は、同特定成分の濃度測定方法の測定フローを示す概略図である。
図３は、同特定成分の濃度測定方法における、第２の分光測定での分光特性を示す特性図である。
図４は、お茶及び水の分光特性を示す特性図である。
図５は、本発明の一実施の形態における特定成分の濃度測定方法に用いる別の濃度測定装置を示す概略図である。
図６は、本発明の他の実施の形態における特定成分の濃度測定方法において、濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定する工程での分光特性を示す特性図である。
図７は、従来のＡＴＲ測定装置を示す概略図である。
図８は、従来の特定成分の濃度測定方法の測定フローを示す概略図である。
（符号の説明）
１  光源
２  濃度測定用接触子
３  光入力部
４  接触部
５  光出力部
６  光検出器
７  偏光子
５１  ＡＴＲ素子
５２  口唇
【図１】
2003078981.tif 000004
【図２】
2003078981.tif 000005
【図３】
2003078981.tif 000006
【図４】
2003078981.tif 000007
【図５】
2003078981.tif 000008
【図６】
2003078981.tif 000009
【図７】
2003078981.tif 000010
【図８】
2003078981.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月16日(2003.12.16)
【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】  濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、
算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段とを備えた濃度測定装置。
【請求項２】  算出手段を備え、
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させ、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測し、
前記算出手段は、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項３】  前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子の表面を清浄にするように指示するメッセージを表示する表示手段を備えた請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項４】  前記濃度測定用接触子が減衰全反射素子であり、前記測定対象物に入射する光が、前記減衰全反射素子からしみ出したエバネッセント光である請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項５】  前記測定対象物は生体組織であり、前記特定成分はグルコース、エタノール、コレステロール、またはコレステロール誘導体である請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項６】  前記光検出器は、波数１１００ｃｍ-1を中心とする波数１０００ｃｍ-1から１２００ｃｍ-1までの光をスキャン計測する請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項７】  前記判定手段は、前記非接触計測値から求めた所定の波数の吸光度が所定の値よりも大きい場合、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が無効であると判定する請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項８】  前記非接触計測値の計測は、前記測定対象物と離れた状態の濃度測定用接触子に光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光のＰ偏光成分の光量とＳ偏光成分の光量とを光検出器により計測することであり、
前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値と前記Ｓ偏光成分の計測値とに基づいて、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定し、
前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定するとは、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定することである請求項１〜３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項９】  前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｐ／Ｉｓまたはｌｏｇ10（Ｉｐ／Ｉｓ）を算出し、算出された値が所定の値以上である場合に、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する請求項８記載の濃度測定装置。
【請求項１０】  前記判定手段は、前記Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する請求項９記載の濃度測定装置。
【請求項１１】  前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ10（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する請求項８記載の濃度測定装置。
【請求項１２】  前記判定手段は、前記Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する請求項１１記載の濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織等の測定対象物に含まれるグルコ−ス、コレステロ−ル、エタノ−ル、コレステロール誘導体等の濃度を測定する濃度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減衰全反射（以降ＡＴＲと記述する）測定装置を用いて被検体、とりわけ生体や溶液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、特許文献１には、図７に示すように、平行に向かい合った一対の反射面を備えた透明なＡＴＲ素子５１に上下の口唇５２を密着させて血糖値を測定する方法が提案されている。なお、特許文献１の全ての開示は、そっくりそのまま引用する（参照する）ことにより、ここに一体化する。この方法によると、ＡＴＲ素子５１を口にくわえて上下から押さえつけた後、ＡＴＲ素子５１に光を入射させ、図７の破線で示すようにＡＴＲ素子５１の反射面と口唇５２の境界で全反射を繰り返してＡＴＲ素子５１の外部にしみ出した光を分析する。
【０００４】
また、非特許文献１には、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のち、このＡＴＲ素子に波長９〜１１ミクロンのレ−ザ光を進入させてＡＴＲ素子の内部で多重的に反射させ、その吸収光、散乱反射光を分析することにより血糖値や血中エタノ−ル濃度を測定する方法が提案されている。なお、非特許文献１の全ての開示は、そっくりそのまま引用する（参照する）ことにより、ここに一体化する。この方法によると、リアルタイムに、かつ非侵襲的にグルコ−ス濃度やエタノ−ル濃度、コレステロ−ル濃度等の特定成分の濃度を測定することができる。この方法は、エバネッセント光（いわゆる浸みだし光）を定量分析に応用したものである。ＡＴＲ素子を進行する光はわずかに口唇に浸入し、そこに存在する体液中の各成分の影響を受ける。例えば、グルコ−スには光の波数が１０８０ｃｍ-1において光吸収ピ−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−ス濃度の変化に応じて、吸収量が異なってくる。従って、この光の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変化にともなう吸収量の変化を検出することができ、すなわち、各成分の濃度を得ることが可能になる。
【０００５】
一般に、ＡＴＲ測定装置を用いて、物質表面の吸光度を測定したり、また吸光度を用いて濃度を算出する場合、図８に示す測定方法を行っていた。
【０００６】
ます、バックグランド測定工程において、光源から出射した光をＡＴＲ素子に入射させ、ＡＴＲ素子を測定対象である試料に接触させないで、例えば空気や純水等の参照物の分光計測を行い、計測結果をメモリに記憶することにより、バックグランドを測定する（Ｓ８）。バックグランド測定を行うのは、光源や光検出器などの波長特性を補正するためと、これらの特性が経年的に変化した場合にも、正確な吸光度や濃度を算出できるようにするためである。
【０００７】
次に、測定対象である試料をＡＴＲ素子と接触するように設定した後、試料の測定を行う（Ｓ９）。
【０００８】
次に、バックグランド測定時の光検出器からの検出信号をＩｂ、試料測定時の光検出器からの検出信号をＩｍとすると、ｌｏｇ10（Ｉｂ／Ｉｍ）を算出する。この値は一般に吸光度と呼ばれる。このようにすると、吸光度と試料中の特定成分の濃度には相関関係があるため、予め吸光度と濃度との検量線を求めておけば、算出された吸光度より試料中の特定成分の濃度を推定することができる（Ｓ１１）。
【特許文献１】
特開平９−１１３４３９号公報
【非特許文献１】
ＢＭＥ、Ｖｏｌ．５、Ｎｏ．８（日本エムイー学会、１９９１）
【０００９】
【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ＡＴＲ測定装置は、以下のような問題点を有していた。
【００１０】
すなわち、バックグランド測定時に、ＡＴＲ素子表面が汚れていたり、前回の測定時の残留物等が付着していたような場合、特定成分の測定精度が悪くなっていた。
【００１１】
また、例えば口唇粘膜においてグルコース濃度を測定する場合、口腔内の洗浄が不十分であるとき、お茶やジュース等の成分が口唇粘膜に残存し、測定結果に悪影響を与えていた。
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑み、測定時に、濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても、高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な濃度測定装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子（２）に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、
算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段（８）とを備えた濃度測定装置である。
【００１４】
また、第２の本発明は、算出手段（１０）を備え、
前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させ、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測し、
前記算出手段（１０）は、前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する第１の本発明の濃度測定装置である。
【００１５】
また、第３の本発明は、前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子（２）の表面を清浄にするように指示するメッセージを表示する表示手段（１１）を備えた第１の本発明の濃度測定装置である。
【００１６】
また、第４の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させた後の前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求めた基準値との差を算出し、
算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段（１０）とを備えた濃度測定装置である。
【００１７】
また、第５の本発明は、算出手段（１０）を備え、
前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物（２）を接触させたときに、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測し、
前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記算出手段（１０）は、前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する第４の本発明の濃度測定装置である。
【００１８】
また、第６の本発明は、前記判定手段（８）が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記測定対象物の洗浄を指示するメッセージを表示する表示手段（１１）を備えた第４の本発明の濃度測定装置である。
【００１９】
また、第７の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子（２）に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体と、
（１）測定対象物に接した状態の前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を光検出器（６）により計測した計測値である接触計測値と、（２）前記接触計測値の計測の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子（２）から離し、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した計測値である非接触計測値とを入力する入力手段（１２）と、
前記接触計測値を前記非接触計測値で補正する補正手段（１３）と、
補正された結果に基づいて、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度を算出する算出手段（１０）とを備えた濃度測定装置である。
【００２０】
また、第８の本発明は、前記濃度測定用接触子（２）が減衰全反射素子であり、前記測定対象物に入射する光が、前記減衰全反射素子からしみ出したエバネッセント光である第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【００２１】
また、第９の本発明は、前記測定対象物は生体組織であり、前記特定成分はグルコース、エタノール、コレステロール、またはコレステロール誘導体である第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【００２２】
また、第１０の本発明は、前記光検出器（６）は、波数１１００ｃｍ-1を中心とする波数１０００ｃｍ-1から１２００ｃｍ-1までの光をスキャン計測する第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【００２３】
また、第１１の本発明は、前記補正手段（１３）は、前記接触計測値から求めた所定の波数の吸光度から、前記非接触計測値から求めた前記所定の波数の吸光度を差し引いた値を求め、
前記算出手段（１０）は、その求められた値に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する第７の本発明の濃度測定装置である。
【００２４】
また、第１２の本発明は、前記判定手段（８）は、前記非接触計測値から求めた所定の波数の吸光度が所定の値よりも大きい場合、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が無効であると判定する第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【００２５】
また、第１３の本発明は、前記非接触計測値の計測は、前記測定対象物と離れた状態の濃度測定用接触子（２）に光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光のＰ偏光成分の光量とＳ偏光成分の光量とを光検出器（６）により計測することであり、
前記判定手段（８）は、前記Ｐ偏光成分の計測値と前記Ｓ偏光成分の計測値とに基づいて、前記濃度測定用接触子（２）上に付着物が存在するか否かを判定し、
前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定するとは、前記濃度測定用接触子（２）上に付着物が存在するか否かを判定することである第１〜６の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【００２６】
また、第１４の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｐ／Ｉｓまたはｌｏｇ10（Ｉｐ／Ｉｓ）を算出し、算出された値が所定の値以上である場合に、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する第１３の本発明の濃度測定装置である。
【００２７】
また、第１５の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する第１４の本発明の濃度測定装置である。
【００２８】
また、第１６の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ10（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する第１３の本発明の濃度測定装置である。
【００２９】
また、第１７の本発明は、前記判定手段（８）は、前記Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する第１６の本発明の濃度測定装置である。
【００３０】
また、第１８の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子（２）に入射させる光源（１）と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象の特定成分の濃度を測定する特定成分濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子（２）に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
【００３１】
また、第１９の本発明は、濃度測定用接触子（２）と、光を出射して、前記濃度測定用接触子（２）に入射させる光源と、光検出器（６）とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象物の特定成分の濃度を測定する特定成分の濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子（２）に前記測定対象物を接触させた後の前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子（２）が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測した、予め求められた基準値との差を算出し、算出されたその差と予め決められた閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
【００３２】
また、第２０の本発明は、測定対象物に接した状態の濃度測定用接触子（２）に光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を光検出器（６）により計測する接触計測工程と、
前記接触計測工程の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子（２）から離し、前記濃度測定用接触子（２）に前記光源（１）から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子（２）から前記濃度測定用接触子（２）外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子（２）に帰還した光の光量を前記光検出器（６）により計測する非接触計測工程と、
前記接触計測工程において計測された結果を前記非接触計測工程において計測された結果で補正し、得られた結果に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する算出工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１について説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施の形態における特定成分の濃度測定方法に用いる濃度測定装置を示す概略図である。
【００３６】
本実施の形態では、一例として、測定対象物中の特定成分であるグルコースの濃度を計測する例について説明する。
【００３７】
光源１には、例えば中赤外光を発生する光源を用いる。本実施の形態では、光源１としてＳｉＣ光源を用いる。ＳｉＣ光源は、特に、グルコースのような吸収波数が１０８０ｃｍ-1や１０３３ｃｍ-1等の指紋領域（中赤外領域）にあるような物質の濃度を測定するような場合に適している。
【００３８】
濃度測定用接触子２の材料としては、中赤外光を透過し、化学的に安定で、機械的強度に優れているものが好ましく、本実施の形態では、濃度測定用接触子２の材料には、ゲルマニウムを用いる。
【００３９】
接触部４には、測定対象物を接触させる。例えば、グルコース溶液を測定する場合、この部分にグルコース溶液を滴下し、接触部４の表面上をすべて覆わせる。表面張力の効果によって、グルコースは接触部４よりこぼれることなく計測に必要な適度の量が接触部４に保持されるので、安定に計測することができる。
【００４０】
また、測定対象物が生体である場合には、接触部４に生体を密着させる。ここで、生体と密着する部分の面積が２ｃｍ2以下であることが好ましい。面積を２ｃｍ2以下にすることにより、生体への食い込みが大きくなり、密着性がよくなって安定に計測することができる。接触部４に密着させる生体の部分は、角質層の薄いところが好ましく、指の爪の付け根部分の後爪郭や口唇や口腔内が好ましい。
【００４１】
接触部４の形状は特に限定するものではないが、略円形状であると、測定対象物が生体の場合は、測定時の痛みが少ないため好ましい。更に外周部に面取り部分、もしくは丸み部分を設けることにより、更に痛みが低減化できるため好ましい。
【００４２】
光検出器６として、本実施の形態ではＭＣＴ光検出器を用いる。
【００４３】
偏光子７は、ある特定の偏光成分の光を取り出す働きを有する。本実施の形態では、微細なスリットを複数本設けたワイヤーグリッド偏光子を用いる。偏光子７を回転させることで、光検出器６に到達する光の偏光成分をＳ偏光またはＰ偏光に任意に設定することができる。偏光子７は、図１の位置に限定されず、光源１と光検出器６との光路上にあればよい。
【００４４】
図中偏光子７の実線方向はＳ偏光成分の光の振動方向を示し、破線方向はＰ偏光成分の光の振動方向を示す。偏光子７は同一振動方向の光しか通過させないため、例えば図の実線方向に設定してＳ偏光成分の計測を行った後、Ｐ偏光成分を測定するには、偏光子７を９０度回転させればよい。
【００４５】
また、図示しないが、例えば光源１と濃度測定用接触子２との間に分光手段を設けると、特定成分の波長分光特性が計測できるので、種々の波長での吸収特性を得ることができるため好ましい。特に干渉計を用いた分光法ＦＴ−ＩＲ法は高感度な計測ができるため好ましい。
【００４６】
判定手段８は、測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する。
【００４７】
算出手段１０は、光検出器６で計測された結果から検量線９を利用して、グルコース溶液の濃度を算出する。算出手段１０としてはＣＰＵとメモリーから構成されるマイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータを用いる。
【００４８】
検量線９は、予め濃度が既知のグルコース溶液を本実施の形態の特定成分の濃度測定方法により計測し、グルコース溶液の濃度と計測結果とを各グルコース溶液の濃度において対応付けた情報である。検量線９は、例えば、上記マイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータに予め格納されている。
【００４９】
また、表示手段１１は、光検出器６での計測結果や測定者に対するメッセージ等を表示する。
【００５０】
次に、上記の測定装置を用いた本実施の形態の特定成分の濃度測定方法について、グルコース濃度を口唇粘膜から測定する場合を例に取り説明する。図２は、本実施の形態における特定成分の濃度測定方法の測定フローを示す概略図である。
【００５１】
図２に示すように、最初にバックグランド測定を行なう（Ｓ１）。バックグランド測定は、図１に示す接触部４に口唇粘膜を密着させない状態で、濃度測定用接触子２の光入力部３に光源１から出射した光を入射させ、接触部４から接触部４外に出射した後、接触部４に帰還し、光出力部５から濃度測定用接触子２外に出力した光の光量を光検出器６により計測する。このとき偏光子７は、Ｐ偏光またはＳ偏光のどちらに設定されていてもよい。また、接触部４の全面を覆うように、接触部４上を水で濡らして分光測定してもよい。
【００５２】
次に、接触部４に口唇粘膜を密着させ（Ｓ２）、第１の分光測定（測定１）を行う（Ｓ３）。このとき偏光子７は、バックグランド測定時と同じ設定にして測定を行う。バックグランド測定の場合と同様に、濃度測定用接触子２の光入力部３に光源１から出射した光を入射させ、接触部４から口唇粘膜内に入射し、口唇粘膜内を伝播した後接触部４に帰還し、光出力部５から濃度測定用接触子２外に出力した光の光量を光検出器６により計測する。次に、算出手段８はバックグランド測定での計測値をＩｂ、第１の分光測定での計測値をＩｍ１としたとき、ｌｏｇ10（Ｉｂ／Ｉｍ１）を算出することにより、口唇粘膜の吸光度を求める。
【００５３】
次に、接触部４を口唇粘膜から離し（Ｓ４）、接触部４上に付着した唾液や汚れをふき取らずに、バックグランド測定と同様の方法により第２の分光測定（測定２）を行う（Ｓ５）。次に、第２の分光測定での計測値をＩｍ２としたとき、算出手段１０は、ｌｏｇ10（Ｉｂ／Ｉｍ２）を算出することにより、唾液または汚れの吸光度を求める。
【００５４】
図３に、ｌｏｇ10（Ｉｂ／Ｉｍ２）の分光特性の一例を示す。正常な計測が行われた場合は、接触部４に残る体液成分はほとんど唾液であるので、図３に示す通常時のような分光特性となる。なお、通常時とは接触部４上を水で濡らして分光測定した場合の特性である。しかし、測定前にお茶やジュース等の飲料物を飲んで、口腔内の洗浄が不十分な場合は、同図に示す茶飲後のような分光特性となり、通常の場合と大きく異なることがある。通常時の場合と比較すると、吸光度が全体的に大きくなるとともに、１１００ｃｍ-1を中心とする１２００ｃｍ-1から１０００ｃｍ-1近辺の、グルコースの吸収ピークが存在する波数領域でのスペクトル形状が変化していることがわかる。そのときの数値は通常時は吸光度が０．０２±０．０２であり、茶飲み後は吸光度が０．０６±０．０２である。
【００５５】
図４に、お茶及び水の吸光度を示す。図中、一点鎖線が通常時、破線が比較的濃度の薄いお茶、実線が濃度が濃いお茶の吸光度である。なお、通常時とは接触部４上を水で濡らして分光測定した場合の特性である。このように、お茶の濃度が濃い程、通常時に比べて吸光度が大きくなり、スペクトル形状が変化していることがわかる。したがって、図３において、茶飲後に第２の分光測定を行った場合に通常時と異なる測定結果が得られ、グルコース濃度の算出に悪い影響を与えるのは、お茶の吸光度の影響であると考えられる。
【００５６】
したがって、第２の分光測定を終了し、分光特性を算出した際に、吸光度もしくはスペクトル形状が大きく変化し、特定の波数の光に対する吸光度が所定の値よりも大きい場合は、口唇粘膜と接触部４の間に妨害成分を含んだ状態で第１の分光測定を行った可能性が高いため、第１の分光測定における計測結果が無効であると判定される（Ｓ６）。
【００５７】
すなわち、判定手段８は、図３及び図４に示す通常時の分光特性や吸光度と、第２の分光測定の結果求めた分光特性や吸光度との差を求める。ここで図３や図４に示す通常時の分光特性や吸光度は、濃度測定用接触子２が清浄な状態で、濃度測定用接触子２に光源１から出射した光を入射させ、濃度測定用接触子２から濃度測定用接触子２外に出射した後、濃度測定用接触子２に帰還した光の光量を光検出器６により計測した計測値から求めた分光特性や吸光度であり、予め求めておいた分光特性や吸光度である。
【００５８】
そして、判定手段８は、この差を予め決められた閾値と比較することによって測定対象成分の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する。すなわち、この差が予め決められた閾値より大きい場合には、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が無効であると判定し、この差が予め決められた閾値より小さい場合には、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が有効であると判定する。
【００５９】
なお、本実施の形態の図３や図４に示す通常時の分光特性や吸光度は本発明の基準値の例である。
【００６０】
ここで、判定手段８が、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合には、表示手段１１は、口腔内を洗浄するように指示するメッセージを表示する。このようにすると、口腔内を冷水または温水等で洗浄した後、再測定を行うことができるため、正確なグルコース濃度を求めることができる。そして、口腔内を洗浄してから再度Ｓ１のバックグランド測定から測定をやり直す。
【００６１】
また、判定手段８が、測定対象成分の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合には、算出手段１０は、第１の分光測定（測定１）及びバックグランド測定から求められた第１の分光測定（測定１）の吸光度から検量線９を用いて、グルコース溶液の濃度を求める（Ｓ７）。
【００６２】
また、第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２に基づいて妨害成分の影響を計算し、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１を補正してもよい。図５にこのような補正を行うことが出来る濃度測定装置を示す。なお、図１と同一部分については同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００６３】
入力手段１２は、バックグランド測定時の計測値、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１、及び第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２を光検出器６からそれぞれ入力する。そして、入力手段１２は、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１とバックグランド測定の計測値とから第１の分光測定の特定波数の吸光度を求める。また、入力手段１２は、第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２とバックグランド測定の計測値とから第２の分光測定の特定波数の吸光度を求める。
【００６４】
次に、補正手段１３は、第１の分光測定で得られた計測値Ｉｍ１から求めた特定波数の吸光度から、第２の分光測定で得られた計測値Ｉｍ２から求めた特定波数の吸光度を差し引いた値を求める。
【００６５】
そして、算出手段１０は、補正手段１３が求めた値から検量線９を用いて、グルコース溶液の濃度すなわち特定成分の濃度を求める。このようにすると、妨害成分の影響を取り除くことができるので、正確なグルコース濃度を求めることができる。
【００６６】
なお、実施の形態１では、偏光子７を用いて特定の偏光成分の光量を計測するとして説明したが、これに限らない。偏光子７を設けなくても本実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。ただし、Ｐ偏光成分の方がＳ偏光成分よりも測定対象物の内部に深くしみ出すので、偏光子７を設けてＰ偏光成分の光量を測定することにより、より正確に特定成分の濃度を求めることが出来る。
【００６７】
さらに、検量線９は、グルコース溶液の濃度と計測結果とを対応つけるテーブルであっても構わないし、グルコース溶液の濃度と計測結果とを対応つける数式であっても構わない。
【００６８】
さらに、図３で説明したように、１１００ｃｍ-1を中心とする１２００ｃｍ-1から１０００ｃｍ-1近辺にはグルコースの吸収ピークが存在するので、バックグランド測定、第１の分光測定、及び第２の分光測定で１１００ｃｍ-1を中心とする１２００ｃｍ-1から１０００ｃｍ-1までの波数領域をスキャン計測することにより精度よくグルコース濃度を測定することが出来るようになる。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、光源１としてＳｉＣ光源を用いるとして説明したが、これに限らず、光源１として例えばタングステンなどを用いることが好ましい。また、さらに好ましくは光源１として量子カスケードレーザを用いることが好ましい。このような光源を用いる場合も、ＳｉＣ光源を用いる場合と同様に、特に、グルコ−スのような吸収波数が約１０８０ｃｍ-1や１０３３ｃｍ-1等の指紋領域（中赤外領域）にあるような物質の濃度を測定するような場合に適している。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、濃度測定用接触子２の材料としてゲルマニウムを用いるとして説明したが、これに限らない。濃度測定用接触子２の材料として、中赤外光を透過し、化学的に安定で、機械的強度に優れているシリコンを用いることも出来る。
【００７１】
また、濃度測定用接触子２の材料としてシリコンを用いる場合には、例えば、波長１．１〜１０ミクロンで透明なシリコン単結晶基板を用いる。特にホウ素やリン等の不純物含有量が小さく、抵抗率も１００Ωｃｍ以上のものが好ましい。さらには、抵抗率が１５００Ωｃｍ以上のものが好ましい。これら高抵抗率のシリコンは、約９〜１０ミクロンの赤外波長で透過率が高く、これらの波長帯に吸収領域を有するグルコ−ス等の物質を測定する場合に好ましい。
【００７２】
さらに、光入力部３の表面には反射防止膜を設けることが好ましい。反射防止膜の材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）やＺｎＳｅを用いる。膜厚としては約１．１から１．３ミクロンが好ましく、更には１．２ミクロン程度が好ましい。
【００７３】
さらに、光出力部５には、光入力部３と同様に反射防止膜を設けることが好ましい。
【００７４】
さらに、本実施の形態では、光検出器６としてＭＣＴ光検出器を用いるとして説明したが、これに限らない。光検出器６として焦電センサーを用いても構わない。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、偏光子７としてワイヤーグリッド偏光子を用いるとして説明したが、これに限らない。偏光子７としてＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する干渉フィルタ型偏光子を用いることも出来る。
【００７６】
（実施の形態２）
本実施の形態における特定成分の濃度測定方法では、バックグランド測定を行う前に、濃度測定用接触子２上に付着物が存在するか否かを判定する工程を行う。これは、前の測定時に付着した残留物等により接触部４上が汚れている状態でバックグランド測定を行い、測定値に悪影響を及ぼすのを防ぐために行う。
【００７７】
まず、偏光子７でＳ偏光成分の光が通過できるようにして、口唇粘膜を接触部４に密着させない状態でＳ偏光成分の分光測定を行う。続いて、偏光子７を９０度回転させてＰ偏光成分の光が通過できるようにして、Ｐ偏光成分の分光特性を測定する。
【００７８】
次に、Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとし、判定手段８は、例えばＩｐ／Ｉｓを算出する。Ｉｐ／Ｉｓを算出することで、接触部４上の付着物の吸光特性を評価することができる。
【００７９】
図６に、Ｉｐ／Ｉｓの分光特性を示す。図中通常時と示したグラフは、接触部４の表面が清浄な状態での分光特性であり、接触部４上を水で濡らして分光測定した場合の分光特性である。また、茶飲後と示したグラフは、お茶を飲んだ後口唇粘膜を一度密着させ、口唇粘膜を離した状態での分光特性を示す。このように、両者には大きな違いがあることがわかる。
【００８０】
したがって、判定手段８は、Ｉｐ／Ｉｓの値が所定の値以上を示した場合は、接触部４上に付着物が存在すると判定する。具体的には、判定手段８は、Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の範囲である場合には、付着物が存在しないと判定する。そして、Ｉｐ／Ｉｓの値がそれ以外の範囲にある場合には、付着物が存在すると判定する。このように判定手段８は、測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する。
【００８１】
そして、判定手段８が付着物が存在すると判定した場合、表示手段１１は、接触部４表面を洗浄するメッセージを表示する。接触部４表面を洗浄後再び測定を行うことにより、グルコース濃度の測定精度を向上させることができる。
【００８２】
すなわち、判定手段８が付着物が存在しないと判定した場合、実施の形態１と同様の動作を行う。
【００８３】
ここで、接触部４に入射させる光の入射角度λは、下記式（１）より求めたｚ／λが０．２５以上となるように設定することが好ましい。
【００８４】
【数１】
2003078981.tif 000012
ただし、ｚは接触部に入射する光の付着物へのしみ出し深さ（単位ミクロン）、λは接触部に入射する光の波長（単位ミクロン）、ｎｆは接触部の屈折率、θは接触部に入射する光の入射角度、ｎｃは付着物の屈折率をあらわす。
【００８５】
例えば、付着物がお茶の場合、波長約９．６ミクロンでのお茶の屈折率ｎｃを１．２４とすると、接触部に屈折率ｎｆが４のゲルマニウムを用いたとき、ｚ／λ＝０．２５となる入射角度θは約４５度となる。このような入射角度で光を接触部に入射させることで、Ｓ偏光とＰ偏光の付着物内での光の吸光度に大きな差が生じる。このＳ偏光とＰ偏光との吸光度差により、付着物の有無を検出することができる。すなわち、Ｓ偏光は、付着物のより浅い部分までしかしみ出さず、Ｐ偏光は、付着物のより深い部分までしみ出す。そして、Ｓ偏光は、付着物に含まれる特定成分の濃度の影響をほとんど受けない。つまり、Ｓ偏光の光量を計測することは、従来の技術におけるバックグランド測定を行うことに対応し、Ｐ偏光の光量を計測することは、従来の技術における付着物の計測を行うことに対応する。従って、Ｓ偏光の光量とＰ偏光の光量とを計測することにより、付着物の有無を検出することが出来る。
【００８６】
入射角度は、４５度より小さければ有効であるが、臨界角よりも大きいことが好ましい。臨界角よりも小さくなると光が全反射条件を満足しないために光が付着物中に拡散して帰還する光の量が減少するとともに、Ｐ偏光とＳ偏光の光の光路差が減少してしまうためである。実験の結果、ｚ／λ＝０．９以上、すなわち接触部にゲルマニウムを使用した場合、入射角度を２１度や２０度にすると特に良好な結果が得られ、１９度にすると更に好ましい結果が得られた。
【００８７】
なお、本実施の形態では、Ｉｐ／Ｉｓを用いて濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定する工程を行ったが、これに限定されず、ｌｏｇ10（Ｉｐ／Ｉｓ）を用いても同様の効果を得ることができる。また、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ10（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定してもよい。また、Ｉｓ／Ｉｐを用いて濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定する場合には、判定手段８は、Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の範囲である場合には、付着物が存在しないと判定する。そして、Ｉｓ／Ｉｐの値がそれ以外の範囲にある場合には、付着物が存在すると判定する。
【００８８】
さらに、実施の形態２では、判定手段８が付着物が存在しないと判定した場合、実施の形態１と同様の動作を行うとして説明したがこれに限らない。判定手段８が付着物が存在しないと判定した場合、実施の形態１のステップ４及びステップ５を行わなくても構わない。
【００８９】
さらに、本実施の形態では、測定対象物中の特定成分であるグルコースの濃度を計測する例について説明したが、これに限らない。測定対象物としてグルコース溶液だけでなく、血漿中のグルコース濃度、生体中のグルコース濃度等の測定にも有用である。測定対象物の特定成分がグルコース以外に、コレステロール、エタノール、コレステロール誘導体等である場合も本実施の形態を効果的に適用することが出来る。ただし、測定対象物の特定成分が変わると、計測する光の波長も変わる。
【００９０】
すなわち、コレステロールもしくはコレステロール誘導体を測定対象物の特定成分とする場合には、コレステロールの吸収波長が１５００ｎｍや１７００ｎｍであるので、光源１として、このような波長の光を射出する光源を用いるかまたはこのような波長の光を検出する光検出器を用いればよい。また、エタノールを測定対象物の特定成分とする場合には、エタノールの吸収波数が１２４０ｃｍ-1や１４００ｃｍ-1であるので、このような波数の光を射出する光源を用いるかまたはこのような波数の光を検出する光検出器を用いればよい。また、上記以外の測定対象物の特定成分であっても、その測定対象物の特定成分の吸収波数の光を射出する光源を用いるかまたはこのような波数の光を検出する光検出器を用いることにより、上記と同様にその測定対象物の特定成分の濃度を計測することが出来る。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、濃度測定用接触子の接触部表面に、特定成分の濃度測定を妨害する物質が付着していることを判定することにより、濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても、高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施の形態における特定成分の濃度測定方法に用いる濃度測定装置を示す概略図である。
【図２】
同特定成分の濃度測定方法の測定フローを示す概略図である。
【図３】
同特定成分の濃度測定方法における、第２の分光測定での分光特性を示す特性図である。
【図４】
お茶及び水の分光特性を示す特性図である。
【図５】
本発明の一実施の形態における特定成分の濃度測定方法に用いる別の濃度測定装置を示す概略図である。
【図６】
本発明の他の実施の形態における特定成分の濃度測定方法において、濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定する工程での分光特性を示す特性図である。
【図７】
従来のＡＴＲ測定装置を示す概略図である。
【図８】
従来の特定成分の濃度測定方法の測定フローを示す概略図である。
【符号の説明】
１  光源
２  濃度測定用接触子
３  光入力部
４  接触部
５  光出力部
６  光検出器
７  偏光子
５１  ＡＴＲ素子
５２  口唇
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月6日(2004.1.6)
【手続補正１】
【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】  濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、
算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段とを備えた濃度測定装置。
【請求項２】  算出手段を備え、
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させ、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測し、
前記算出手段は、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項３】  前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子の表面を清浄にするように指示するメッセージを表示する表示手段を備えた請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項４】  濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させた後前記測定対象物を非接触状態にした前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、
算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段とを備えた濃度測定装置。
【請求項５】  算出手段を備え、
前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときに、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測し、
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記算出手段は、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する請求項４記載の濃度測定装置。
【請求項６】  前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記測定対象物の洗浄を指示するメッセージを表示する表示手段を備えた請求項４記載の濃度測定装置。
【請求項７】  濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）測定対象物に接した状態の前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を光検出器により計測した計測値である接触計測値と、（２）前記接触計測値の計測の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子から離し、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値とを入力する入力手段と、
前記接触計測値を前記非接触計測値で補正する補正手段と、
補正された結果に基づいて、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度を算出する算出手段とを備えた濃度測定装置。
【請求項８】  前記濃度測定用接触子が減衰全反射素子であり、前記測定対象物に入射する光が、前記減衰全反射素子からしみ出したエバネッセント光である請求項１〜７のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項９】  前記測定対象物は生体組織であり、前記特定成分はグルコース、エタノール、コレステロール、またはコレステロール誘導体である請求項１〜７のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項１０】  前記光検出器は、波数１１００ｃｍ-1を中心とする波数１０００ｃｍ-1から１２００ｃｍ-1までの光をスキャン計測する請求項１〜７のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項１１】  前記補正手段は、前記接触計測値から求めた所定の波数の吸光度から、前記非接触計測値から求めた前記所定の波数の吸光度を差し引いた値を求め、
前記算出手段は、その求められた値に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する請求項７記載の濃度測定装置。
【請求項１２】  前記判定手段は、前記非接触計測値から求めた所定の波数の吸光度が所定の値よりも大きい場合、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が無効であると判定する請求項１〜６のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項１３】  前記非接触計測値の計測は、前記測定対象物と離れた状態の濃度測定用接触子に光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光のＰ偏光成分の光量とＳ偏光成分の光量とを光検出器により計測することであり、  前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値と前記Ｓ偏光成分の計測値とに基づいて、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定し、
前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定するとは、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定することである請求項１〜６のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項１４】  前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｐ／Ｉｓまたはｌｏｇ10（Ｉｐ／Ｉｓ）を算出し、算出された値が所定の値以上である場合に、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する請求項１３記載の濃度測定装置。
【請求項１５】  前記判定手段は、前記Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する請求項１４記載の濃度測定装置。
【請求項１６】  前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ10（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する請求項１３記載の濃度測定装置。
【請求項１７】  前記判定手段は、前記Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する請求項１６記載の濃度測定装置。
【請求項１８】  濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象の特定成分の濃度を測定する特定成分濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法。
【請求項１９】  濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象物の特定成分の濃度を測定する特定成分の濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させた後前記測定対象物を非接触状態にした前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法。
【請求項２０】  測定対象物に接した状態の濃度測定用接触子に光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を光検出器により計測する接触計測工程と、
前記接触計測工程の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子から離し、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測する非接触計測工程と、
前記接触計測工程において計測された結果を前記非接触計測工程において計測された結果で補正し、得られた結果に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する算出工程とを備えた特定成分の濃度測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
次に、測定対象である試料をＡＴＲ素子と接触するように設定した後（Ｓ９）、試料の測定を行う（Ｓ１０）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑み、測定時に、濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても、高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な濃度測定装置及び特定成分の濃度測定方法を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】  
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、
算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段とを備えた濃度測定装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、第２の本発明は、算出手段を備え、
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させ、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測し、
前記算出手段は、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する第１の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、第３の本発明は、前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記濃度測定用接触子の表面を清浄にするように指示するメッセージを表示する表示手段を備えた第１の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、第４の本発明は、濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させた後前記測定対象物を非接触状態にした前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、
算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定手段とを備えた濃度測定装置である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、第５の本発明は、算出手段を備え、
前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときに、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測し、
前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効であると判定した場合、前記算出手段は、前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させたときの計測値である接触計測値に基づいて前記測定対象物の特定成分の濃度を算出する第４の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、第６の本発明は、前記判定手段が前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が無効であると判定した場合、前記測定対象物の洗浄を指示するメッセージを表示する表示手段を備えた第４の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、第７の本発明は、濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体と、
（１）測定対象物に接した状態の前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を光検出器により計測した計測値である接触計測値と、（２）前記接触計測値の計測の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子から離し、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した計測値である非接触計測値とを入力する入力手段と、
前記接触計測値を前記非接触計測値で補正する補正手段と、
補正された結果に基づいて、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度を算出する算出手段とを備えた濃度測定装置である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、第８の本発明は、前記濃度測定用接触子が減衰全反射素子であり、前記測定対象物に入射する光が、前記減衰全反射素子からしみ出したエバネッセント光である第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、第９の本発明は、前記測定対象物は生体組織であり、前記特定成分はグルコース、エタノール、コレステロール、またはコレステロール誘導体である第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、第１０の本発明は、前記光検出器は、波数１１００ｃｍ-1を中心とする波数１０００ｃｍ-1から１２００ｃｍ-1までの光をスキャン計測する第１〜７の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、第１１の本発明は、前記補正手段は、前記接触計測値から求めた所定の波数の吸光度から、前記非接触計測値から求めた前記所定の波数の吸光度を差し引いた値を求め、
前記算出手段は、その求められた値に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する第７の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、第１２の本発明は、前記判定手段は、前記非接触計測値から求めた所定の波数の吸光度が所定の値よりも大きい場合、前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が無効であると判定する第１〜６の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、第１３の本発明は、前記非接触計測値の計測は、前記測定対象物と離れた状態の濃度測定用接触子に光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光のＰ偏光成分の光量とＳ偏光成分の光量とを光検出器により計測することであり、
前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値と前記Ｓ偏光成分の計測値とに基づいて、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定し、
前記測定対象物に含まれる特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定するとは、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在するか否かを判定することである第１〜６の本発明のいずれかの濃度測定装置である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、第１４の本発明は、前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｐ／Ｉｓまたはｌｏｇ10（Ｉｐ／Ｉｓ）を算出し、算出された値が所定の値以上である場合に、前記濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する第１３の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、第１５の本発明は、前記判定手段は、前記Ｉｐ／Ｉｓの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する第１４の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、第１６の本発明は、前記判定手段は、前記Ｐ偏光成分の計測値をＩｐ、前記Ｓ偏光成分の計測値をＩｓとしたとき、Ｉｓ／Ｉｐまたはｌｏｇ10（Ｉｓ／Ｉｐ）を算出し、算出された値が所定の値以下である場合に、濃度測定用接触子上に付着物が存在すると判定する第１３の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、第１７の本発明は、前記判定手段は、前記Ｉｓ／Ｉｐの値が０．９以上かつ１．１以下の場合は付着物が存在しないと判定する第１６の本発明の濃度測定装置である。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、第１８の本発明は、濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象の特定成分の濃度を測定する特定成分濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子に測定対象物を接触させることなく、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
また、第１９の本発明は、濃度測定用接触子と、光を出射して、前記濃度測定用接触子に入射させる光源と、光検出器とを有する濃度測定装置本体を利用して測定対象物の特定成分の濃度を測定する特定成分の濃度測定方法であって、
前記濃度測定用接触子に前記測定対象物を接触させた後前記測定対象物を非接触状態にした前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測する非接触計測工程と、
（１）前記非接触計測工程で計測された計測値である非接触計測値と、（２）前記濃度測定用接触子が清浄な状態で、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測した基準値との差を算出し、算出されたその差と閾値とを比較することによって前記測定対象物の特定成分の濃度の算出が有効か無効かを判定する判定工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
【手続補正２３】
【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】
また、第２０の本発明は、測定対象物に接した状態の濃度測定用接触子に光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記測定対象物内に入射し、前記測定対象物内を伝播した後前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を光検出器により計測する接触計測工程と、
前記接触計測工程の後に、前記測定対象物を前記濃度測定用接触子から離し、前記濃度測定用接触子に前記光源から出射した光を入射させ、前記濃度測定用接触子から前記濃度測定用接触子外に出射したもしくはしみ出した後、前記濃度測定用接触子に帰還した光の光量を前記光検出器により計測する非接触計測工程と、
前記接触計測工程において計測された結果を前記非接触計測工程において計測された結果で補正し、得られた結果に基づいて前記測定対象物に含まれる前記特定成分の濃度を算出する算出工程とを備えた特定成分の濃度測定方法である。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
次に、接触部４に口唇粘膜を密着させ（Ｓ２）、第１の分光測定（測定１）を行う（Ｓ３）。このとき偏光子７は、バックグランド測定時と同じ設定にして測定を行う。バックグランド測定の場合と同様に、濃度測定用接触子２の光入力部３に光源１から出射した光を入射させ、接触部４から口唇粘膜内に入射し、口唇粘膜内を伝播した後接触部４に帰還し、光出力部５から濃度測定用接触子２外に出力した光の光量を光検出器６により計測する。次に、算出手段１０はバックグランド測定での計測値をＩｂ、第１の分光測定での計測値をＩｍ１としたとき、ｌｏｇ10（Ｉｂ／Ｉｍ１）を算出することにより、口唇粘膜の吸光度を求める。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
ここで、接触部４に入射させる光の入射角度θは、下記式（１）より求めたｚ／λが０．２５以上となるように設定することが好ましい。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、濃度測定用接触子の接触部表面に、特定成分の濃度測定を妨害する物質が付着していることを判定することにより、濃度測定用接触子が飲料物等の付着により汚れている場合であっても、高精度に特定成分の濃度を測定することが可能な濃度測定装置、及び特定成分の濃度測定方法を提供することができる。
【国際調査報告】
2003078981.tif 000013
2003078981.tif 000014
2003078981.tif 000015