血糖值測量裝置及半導體集成電路的製作方法
2023-06-09 12:04:11
專利名稱：血糖值測量裝置及半導體集成電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及血糖值測量裝置、特別是屬於用數字處理流過血糖值傳感器的電流來表示血糖值的技術。
與血糖值傳感器2的正極或者負極相當的下部電極通過開關1與GND電平電壓Vss連接，與相當負極或者正極的上部電極與讀出放大器3連接。在讀出放大器3另一方的輸入端上輸入信號的基準電壓Vsg。還有，在讀出放大器3的輸入輸出間連接反饋電阻4。而且，讀出放大器3的模擬信號輸出的輸出電壓Vdata由電壓電流轉換電路31轉換成電流，然後，由積分型ADC32轉換成數位訊號Vout。
現有的血糖值測量裝置的操作如下。
在血糖值傳感器2的上部電極上施加電壓V0，而且在下部電極上施加電壓Vss，因此流過電流Ia、在反饋電阻4上產生電壓Va(＝Ia×R0)。其結果是，讀出放大器3的輸出電壓變成Vdata＝Va+Vsg。電壓Vdata由電壓電流轉換電路31轉換成電流，接著由積分型ADC32進行AD轉換，作為數位訊號Vout輸出。數位訊號Vout由後面的電路(例如微型計算機)進行處理，表示出血糖值。
為了將表示位數增加1位，在以不加速工作時鐘為前提的情況下，測量精度必須是迄今為止的10倍。為此，血糖值的測量時間也必須10倍。但是，將現在的5秒左右的測量時間延長到1分左右是不實際的。進一步，測量時間一長，測量中測量值就變動了，不能得到正確的測量結果。
另一方面，將測量時間設定，那就要考慮將工作時鐘提速10倍，將獲取測量值的時間間隔縮短到十分之一。但是，用積分型ADC32不能得到具有足夠解析度的測量結果。進一步，為了加快工作時鐘，消耗的電力就增大，特別是在考慮用電池驅動的裝置中電池的消耗快，是不實際的。
還有，由於為了提高測量精度、迄今為止可以被忽視的讀出放大器輸入端子間的偏置電壓和因血糖值測量裝置製造偏差產生的血糖值傳感器2上施加電壓的不均勻性也對測量結果帶來影響。因此，為得到高精度、正確的測量結果，必須進行偏置電壓和製造偏差的補償。但是，在現有的血糖值測量裝置中這是極端困難的。
此外，也要求它能適應血糖值傳感器的高性能化和功能擴充。現有的血糖值測量裝置用的血糖傳感器的端子數是2個，在兩端上施加電壓V0及電壓Vss。但是，考慮到傳感器的高性能化(例如使用的酶的改良·進步)和功能擴充(例如伴隨著測量對象的多樣化產生的端子數增加)，就要求施加在傳感器兩端上的電壓能自由的變更，還有，要求能連接多端子傳感器的裝置。
鑑於上述問題，本發明以實現能將測量精度提的更高、能補償偏置電壓和製造偏差、還能適應血糖值傳感器的高性能化和功能擴充的血糖值測量裝置為課題。進一步，將血糖值測量裝置用的半導體集成電路一併作為課題。
為解決上述課題，在本發明1中所述的裝置是，作為血糖值測量裝置具備傳感器收容部、電流電壓轉換器和Δ∑型AD轉換器；傳感器收容部收容血糖值傳感器、施加規定的電壓、檢測流過所述血糖值傳感器的與血糖值相對應的電流、並將它輸出；電流電壓轉換器將從所述傳感器收容部輸出的電流轉換成電壓；Δ∑型AD轉換器將從所述電流電壓轉換器來的模擬信號轉換成數位訊號。
依據本發明1的發明，由Δ∑型AD轉換器將從電流電壓轉換器來的模擬信號AD轉換、能得到高解析度的數位訊號。由此，測量時間與現有的同等程度，能夠增加血糖值測量裝置表示的有效位數。
在本發明2的發明中，本發明1的血糖值測量裝置成為具備將從所述Δ∑型AD轉換器來的數位訊號輸入、在所述電流電壓轉換器上進行偏置電壓補償的數位訊號處理電路。
採用本發明2的發明、由數位訊號處理電路能對從Δ∑型AD轉換器來的數位訊號進行數字處理，對包含在測量值內的、在電流電壓轉換器上的偏置電壓進行補償。由此，能夠實現更進一步提高測量精度的血糖值測量裝置。
在本發明3的發明中，本發明1的血糖值測量裝置成為具備保持從所述電流電壓轉換器來的模擬信號的值、輸出到所述Δ∑型AD轉換器的採樣同步電路。
依據本發明3的發明，能夠由Δ∑型AD轉換器將由採樣同步電路保持的從電流電壓轉換器來的模擬信號的瞬間值數位化。這樣，用多個數位化的瞬間值，就能夠進行各種數據處理，例如由後段的電路進行計算瞬間值的差、補償包含在測量值內的在電流電壓轉換器上的偏置電壓等。由此，能夠實現更正確的高測量精度的血糖值測量裝置。
在本發明4的發明中，本發明1的傳感器收容部具有能設定、變更所述規定電壓的結構。
依據本發明4的發明，施加在血糖值傳感器上的電壓能夠調整，與血糖值測量裝置的個體差無關、哪一個血糖值測量裝置都能施加一定的電壓。由此，沒有因個體差產生的偏差，能夠實現顯示更正確測量結果的血糖值測量裝置。
在本發明5的發明中，本發明1的電流電壓轉換器具備將從所述傳感器收容部輸出的電流作為輸入的讀出放大器、設在所述讀出放大器輸入輸出間的反饋電阻、與所述反饋電阻並聯設置的開關。
依據本發明5的發明，關閉開關、讀出放大器的輸入端子和輸出端子的電壓變得相等，在輸出電壓上能夠僅僅表現出偏置電壓。而且，測量的偏置電壓保持在後段的電路上、例如保持在微計算機上，能夠對實際的測量結果進行補償。由此，能夠實現更正確的、高測量精度血糖值測量裝置。
在本發明6的發明中，本發明1的血糖值傳感器的正極或者負極具有多個電極。而且，傳感器收容部具備切換施加在所述多個電極上的電壓的選擇器。
依據本發明6的發明，能夠實現適應具有多個電極的各種各樣類型的血糖值傳感器的血糖值測量裝置。
在本發明7的發明中，本發明1的血糖值測量裝置具備模擬電阻和選擇器，模擬電阻模擬所述血糖值傳感器的電器特性，選擇器選擇作為所述電流電壓轉換器的輸入的流經所述模擬電阻的電流以及從所述傳感器收容部輸出的任一電流。
依據本發明7的發明，由選擇、測量流經模擬電阻的電流能夠知道必須對實測值進行修正的值。而且，由對從傳感器收容部輸出的電流的選擇、對測量值的修正，能夠得到更正確的測量值。由此，能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。
在本發明8的發明中，本發明1的傳感器收容部具備能斷開所述電流輸出的開關和在通過所述開關使所述電流在被斷流的狀態下、在所述血糖值傳感器上施加規定電壓的部件。
依據本發明8的發明，從傳感器收容部輸出的電流處在被斷流狀態，就是說，傳感器收容部處於被從電流電壓轉換器斷開的狀態下，由在血糖值傳感器上施加規定的電壓、能夠促進傳感器內的化學反應。被促進化學反應的血糖值傳感器顯示穩定的測量結果。由此，能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。
在本發明9的發明中，施加本發明8的規定的電壓的部件是能夠使所述血糖值傳感器的正極及負極間短路的開關。
依據本發明9的發明，使血糖值傳感器的正極及負極同電位，就能夠促進傳感器內的化學反應。由此，就能夠實現顯示更正確、穩定的血糖值的血糖值測量裝置。
還有，在本發明10的發明中，施加本發明8的規定的電壓的部件是在所述血糖值傳感器的正極及負極上是否施加相互不同的規定的電壓分別切換的多個開關。
依據本發明10的發明，由於由多個開關進行切換，在血糖值傳感器上能夠施加相互不同的各種各樣的規定的電壓。由此，根據血糖值傳感器的類型、施加最適當的電壓、就能夠促進傳感器內的化學反應。因此，能夠實現能適應各種各樣類型的血糖值傳感器的、能更正確、穩定的顯示血糖值的血糖值測量裝置。
在本發明11的發明中，作為血糖值測量裝置具備根據血糖值流過電流的血糖值傳感器，將流過所述血糖值傳感器的電流轉換成電壓的電流電壓轉換器，和將從所述電流電壓轉換器來的模擬信號轉換成數位訊號的Δ∑型AD轉換器。
而且，本發明12的發明採取的手段的作為實現血糖值測量裝置的半導體集成電路具備輸入從血糖值傳感器來的電流的第1端子、而流過血糖值傳感器的電流對應於血糖值，將輸入第1端子的電流轉換成電壓的讀出放大器，在所述讀出放大器的輸入輸出間能夠連接反饋電阻的第2端子，將從所述讀出放大器來的模擬信號轉換成數位訊號的Δ∑型AD轉換器。
在本發明13的發明中，本發明12的半導體集成電路具備將流經模擬電阻的電流輸入的第3端子、而模擬電阻模擬了所述血糖值傳感器的電器特性，和作為所述讀出放大器的輸入、選擇輸入所述第1端子及第3端子的電流中的哪一個的選擇器。
在本發明14的發明中，本發明12的半導體集成電路是由C-MOS電路構成的。
圖2是與本發明第2實施方式相關的血糖值測量裝置的構成圖。
圖3是與本發明第3實施方式相關的血糖值測量裝置的構成圖。
圖4是用開關·電容器實現圖3中的採樣同步電路時的結構圖。
圖5是圖4的開關·電容器的開關的同步波形圖。
圖6是顯示用圖3的血糖值測量裝置測量的測量值的採樣同步曲線圖。
圖7是與本發明第4實施方式相關的血糖值測量裝置的構成圖。
圖8是顯示與本發明第5實施方式相關的血糖值測量裝置的構成及測量偏置電壓時開關的工作狀態圖。
圖9示出圖8的血糖值測量裝置測量血糖值時的開關工作狀態。
圖10是與本發明第6實施方式相關的血糖值測量裝置的構成圖。
圖11是與本發明第7實施方式相關的血糖值測量裝置的構成圖。
圖12是與圖11的血糖值測量裝置相關的半導體集成電路的構成圖。
圖13是顯示與本發明第8實施方式相關的血糖值測量裝置的構成及促進傳感器內的化學反應時開關的工作狀態圖。
圖14是顯示圖13的血糖值測量裝置測量血糖值時開關的工作狀態圖。
圖15是顯示與本發明第9實施方式相關的血糖值測量裝置的構成及促進傳感器內的化學反應時開關的工作狀態圖。
圖16是顯示與本發明第10實施方式相關的血糖值測量裝置的構成及促進傳感器內的化學反應時開關的工作狀態圖。
圖17是顯示圖16的血糖值測量裝置在其它條件下促進傳感器內的化學反應時開關的工作狀態圖。
圖18是現有的血糖值測量裝置的構成圖。
符號說明1—開關(選擇器、施加規定電壓的部件)，2—血糖值傳感器，3—讀出放大器(電流電壓轉換器)，4—反饋電阻，5—開關，6—Δ∑型ADC(Δ∑型AD轉換器)，7—數位訊號處理電路，8—採樣同步電路，20—開關(與反饋電阻並聯設置的開關)，21、22、23、24—開關(切換施加在多個電極上的電壓的選擇器)，25—血糖值傳感器，26—模擬電阻，27—開關(能使血糖值傳感器的正極及負極間短路的開關)，28—開關(能斷開電流輸出的開關)，29—開關(能施加規定電壓的部件)，30—開關(選擇器)，40、40A、40B、40C、40D、40E—傳感器收容部，41、42、43、44、45—電極，51、52、55、56、57—端子(第1端子)，53、54—端子(第2端子)，58、59—端子(第3端子)，100—半導體集成電路，Vdata—輸出電壓(模擬信號)，Vout-數位訊號，Voff—偏置電壓。
以下，說明與本實施方式相關的血糖值測量裝置的操作。
首先，進行將血糖值傳感器2插入到傳感器收容部40中等的安裝工作。使血液附著在血糖值傳感器2上、施加規定的電壓，由此使傳感器內的酶和血液中的葡萄糖發生化學反應，與此相對應，也就是說是流過與血糖值相對應的電流的血糖值傳感器。還有，傳感器收容部40指的是由為與血糖值傳感器2的電極41連接的端子51、為與電極42連接的端子52、開關1、供給開關1的基準電壓Vss組成的部分。
而且，由傳感器收容部40從端子51在電極41上施加電壓V0、從端子52在電極42上施加電壓Vss，由此，將在血糖值傳感器2上流過電流Ia、輸出到讀出放大器3上。
在讀出放大器3的輸入輸出之間，通過端子53、54連接反饋電阻4、讀出放大器3和反饋電阻4構成將輸入電流信號作為電壓信號輸出的電流電壓轉換器。從傳感器收容部40輸出的電流Ia流過連接在端子53、54上的反饋電阻4、在反饋電阻4上產生電壓Va(＝Ia×R0)、成為讀出放大器3的輸出電壓Vdata＝Va+Vsg。
而且，電壓Vdata通過開關5輸入到Δ∑型ADC6上，經AD轉換後、作為數位訊號Vout輸出。與積分型ADC32相比Δ∑型ADC6能輸出高解析度的數位訊號Vout。這樣輸出的高解析度數位訊號Vout經後續電路的處理、能表示4位有效數字的測量結果。
以上，採用本實施方式，由於採用Δ∑型ADC6作為AD轉換器，能夠進行高解析度的AD轉換、能夠實現高測量精度的血糖值測量裝置。此外，血糖值傳感器2雖然安裝在傳感器收容部40內、它也可以是裝備在血糖值測量裝置上的傳感器。(第2實施方式)圖2示出與本發明第2實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置在與實施方式1相關的血糖值測量裝置中的Δ∑型ADC6後面連接數位訊號處理電路7、以此來補償讀出放大器3的偏置電壓Voff。
以下，說明與本實施方式相關的血糖值測量裝置的操作。
首先，在測量流經血糖值傳感器2的電流Ia前，測量讀出放大器3的輸入端子間的偏置電壓Voff。其結果，在讀出放大器3上產生的輸出電壓Vdata0＝Vsg+Voff由Δ∑型ADC6進行AD轉換，數位訊號處理電路7記憶下這一結果。
然後，由傳感器收容部40在血糖值傳感器2上施加電壓V0及電壓Vss、在讀出放大器3上產生輸出電壓Vdata＝Va+Vsg+Voff。而且，電壓Vdata由Δ∑型ADC6進行AD轉換、數位訊號輸入到數位訊號處理電路7上。
數位訊號處理電路7進行將先前記憶的電壓Vdata0從輸入電壓Vdata中減去的數字運算處理，作為結果，Vdata-Vdata0＝Va+Vsg+Voff-(Vsg+Voff)＝Va作為數位訊號Vout輸出。這樣，就將偏置電壓Voff從測試結果中除去。
以上，採用本實施方式，由數字處理電路7的數字演算處理能夠補償偏置電壓Voff，因此，能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。(第3實施方式)圖3示出與本發明第3實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置是在與第1實施方式相關的血糖值測量裝置中的讀出放大器3和Δ∑型ADC6之間連接採樣同步電路8，以此補償讀出放大器3的偏置電壓Voff。此外，Δ∑型ADC6從採樣同步電路8輸入電壓Vin。
圖4示出用開關·電容器電路8實現採樣同步電路的例子。讀出放大器3的輸出，通過開關10與電容器11、13和開關12連接。電容器11及開關12的另一端子與信號的基準電壓Vsg連接、電容器13的另一端子與運算放大器16連接。運算放大器16的另一個輸入端與信號的基準電壓Vsg連接、輸出與Δ∑型ADC6連接。還有，在運算放大器16的反饋部分上並聯連接著開關14及電容器15。
下面，說明與本實施方式相關的血糖值測量裝置的操作。
首先，由傳感器收容部40在血糖值傳感器2上施加電壓V0及電壓Vss，在讀出放大器3上產生輸出電壓Vdata＝Va+Vsg+Voff。這裡，開關10、12及14分別由圖5所示的定時ΦA、ΦNA及ΦB開關。但是，在同一圖中，High區間表示開關閉合。如圖5所示，通過開關10、12及14分別的開閉，採樣同步電路8保持輸出電壓Vdata的瞬間值。
作為例子，考慮電壓Vdata如圖6所示變化時的情況。這裡，在時刻Ta、保持電壓Vina＝Va+Voff+Vsg，另一方面，在時刻Tb、保持電壓Vinb＝Vb+Voff+Vsg。在時刻Ta、Tb，電壓Vina、Vinb由Δ∑型ADC6進行AD轉換、輸出到後面的電路上。後面的電路計算電壓Vin的變化量、也就是計算Vina-Vinb＝(Va+Voff+Vsg)-(Vb+Voff+Vsg)＝Va-Vb，用這個值作為測量結果，就能夠除去偏置電壓Voff。
以上，採用本實施方式，由於用採樣同步電路8保持的2個測量值，能夠補償偏置電壓Voff、因而能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。還有，採樣同步電路8與實施方式2的數位訊號處理電路7相比，非常簡單、用小規模電路就能實現。(第4實施方式)圖7示出與本發明第4實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置具備與第1實施方式相關的傳感器收容部40構成不同的傳感器收容部40A，以補償半導體集成電路製造的偏差。在傳感器收容部40A的開關1上供給設定值可變的電壓V1。
以下，說明與本實施方式相關的血糖值測量裝置的操作。
首先，由傳感器收容部40A在血糖值傳感器2上施加電壓V0及電壓V1，在讀出放大器3上產生輸出電壓Vdata＝Va+Vsg。這時，能夠根據裝置製造檢查時設定的那個裝置固有的參數值調整電壓V1。由此，即使有製造偏差，對於任何裝置在血糖值傳感器2上都能施加希望的電壓。
以上，採用本實施方式，由於施加在血糖值傳感器2上的電壓V1的設定值能夠變更，因而，能夠補償製造的偏差、能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。(第5實施方式)圖8示出與本發明第5實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置具備與第4實施方式相關的血糖值測量裝置中的反饋電阻4並聯的開關20、以補償讀出放大器3的偏置電壓Voff。
以下，說明與本實施方式相關的血糖值測量裝置的操作。
首先，在打開開關1、關閉開關20的狀態下，測量讀出放大器3的偏置電壓Voff。在開關1被打開時、反饋電阻4上沒有電流流過，在讀出放大器3上產生輸出電壓Vdata0＝Vsg+Voff。電壓Vdata0由Δ∑型ADC6進行AD轉換，存貯在後面的電路上。
其次，如圖9所示，在關閉開關1、打開開關20的狀態下，由傳感器收容部40A在血糖值傳感器2上施加電壓V0及電壓V1，由此，在讀出放大器3上產生輸出電壓Vdata＝Va+Vsg+Voff。而且，經Δ∑型ADC6的AD轉換的數位訊號Vout在用後面的電路處理時，減去先前存儲的電壓Vdata0。由此，得到Vdata-Vdata0＝Va+Vsg+Voff-(Vsg+Voff)＝Va、能夠去除偏置電壓Voff。
以上，採用本實施方式、通過閉合開關20就能測量偏置電壓Voff。而且，打開開關20就能從測量值中減去偏置電壓Voff、能夠補償偏置電壓Voff，因而，能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。(第6實施方式)圖10示出與本發明第6實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置安裝了具有多個下部電極42、43、44及45的血糖值傳感器25代替與第5實施方式相關的血糖值測量裝置中的血糖值傳感器2，以適應傳感器的高性能化、功能的擴展。
在本實施方式中傳感器收容部40B是指由與血糖值傳感器25的電極41連接的端子51，與電極42～45連接的端子52、55、56及57，開關21、22、23及24，供給開關21～24的基準電壓V11、V12、V13及V14組成的部分。而且，這些開關21～24起到根據需要轉換施加在電極42～45上的電壓的選擇器的作用。
以上，採用本實施方式，在傳感器收容部40B上設置多個端子、並在端子上設置各自的開關，能夠構成能供給各種各樣基準電壓的結構，這樣就能實現適應將來的血糖值傳感器的高性能化和功能開展的血糖值測量裝置。
此外，在圖10中，血糖值傳感器25的下部電極數及與之連接的開關和基準電壓都是以4組顯示的，它能夠構成為n組(n是2以上的整數)。(第7實施方式)圖11示出與本發明第7實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置具備與實施方式5相關的血糖值測量裝置中與傳感器收容部40A並聯設置的模擬電阻26和設置在模擬電阻26上的開關30，以補償半導體集成電路製造的偏差。
模擬電阻26模擬了血糖值傳感器2的電器特性。模擬流過電流為Ia的血糖值傳感器2的模擬電阻26的電阻值Rs為Rs＝(V0-V1)/Ia。還有，開關30與開關1一起選擇流過模擬電阻26的電流及從傳感器收容部40A輸出的電流中的任一個，起到向讀出放大器3輸出的選擇器的作用。
模擬電阻26用於血糖值測量裝置的製品檢查時及每次裝置開始時。在制品檢查時，在打開開關1、閉合開關30的狀態，就是說，使流過模擬電阻26的電流處於被選擇狀態的測量值和與模擬電阻26的電阻值Rs相對應的血糖值相一致，這樣來決定血糖值測量裝置的各種參數，作為每個產品的固有值予以設定。這樣，能夠修正因製造偏差等引起的特性變動。
每當裝置開始時，作為模擬電阻26設有隨溫度變化而變化電阻值的熱敏電阻、測量流經該熱敏電阻的電流、使測量值成為0那樣進行各種參數的初始化。然後，根據這一參數值修正實際的血糖值的測量結果，由此，也能修正隨工作環境而引起的特性變動。
其次，圖12示出與本實施方式相關的血糖值測量裝置的半導體集成電路的構成。半導體集成電路100具有作為本發明中第1端子的端子51、52，能夠與血糖值傳感器2連接。還有，具有作為第2端子的端子53、54，能夠與反饋電阻4連接。而且，具有作為第3端子的端子58、59，能夠與模擬電阻26連接。處理部60處理Δ∑ADC6輸出的數位訊號Vout，進行偏置電壓的補償。作為該處理部60如果編入微計算機等就能夠實現一個晶片的血糖值測量裝置。
此外，半導體集成電路100能夠由C-MOS構成電路。還有，反饋電阻4及模擬電阻26是作為能與半導體集成電路100連接處理的，也可以具備在半導體集成電路100上。
以上，採用本實施方式，因製造偏差引起的特性變動能夠在製造階段及每次開始時進行修正，能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。(第8實施方式)圖13示出與本發明第8實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置具備與第7實施方式相關的傳感器收容部40A結構不同的傳感器收容部40C，以促進在血糖值傳感器2中的化學反應。傳感器收容部40C在傳感器收容部40A上追加了能使血糖值傳感器2的電極41、42間短路的開關27，和設在端子51和讀出放大器3之間、能截斷電流輸出的開關28。
如圖13所示，打開開關1、28，閉合開關27，在這種狀態下、血糖值傳感器2就從裝置分離，電極41、42的電位就固定同電位。由此，在血糖值傳感器2上不施加電壓的狀態下，能夠促進傳感器內的酶和血液中的葡萄糖的初期階段化學反應。而且，在促進化學反應後，如圖14所示，打開開關27、閉合開關1、28，由測量電流Ia就能夠得到更正確、穩定的血糖值。
以上，採用本實施方式，在測量前，保持血糖值傳感器2的電極41、42間的電位為同電位的狀態下促進化學反應，就能夠實現顯示更正確、穩定血糖值的血糖值測量裝置。(第9實施方式)圖15示出與本發明第9實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置具備與第8實施方式相關的傳感器收容部40C結構不同的傳感器收容部40D，在血糖值傳感器2上施加電壓的狀態下、以促進傳感器內的化學反應。在傳感器收容部40D中，開關27的一端不是與血糖值傳感器2的電極42一側、而是與基準電壓Vss連接。
如圖15所示，打開開關28、閉合開關1、27，在這種狀態下血糖值傳感器2與裝置分離、在電極41、42上施加電壓V1-Vss。由此，在與第7實施方式不同的條件下、就是說在施加電壓的狀態下，能夠促進傳感器內的酶與血液中的葡萄糖的初期階段化學反應。
考慮到將來的血糖值傳感器2的改良，我們預想與其使血糖值傳感器2的電極41、42間的電位處於同電位、也有保持電位差能促進化學反應的情況。
以上，採用本實施方式，在測量前保持血糖值傳感器2的電極41、42間的電位差的狀態下促進化學反應，由此，能夠實現顯示更正確、穩定的血糖值的血糖值測量裝置。(第10實施方式)圖16示出與本發明第10實施方式相關的血糖值測量裝置的構成。與本實施方式相關的血糖值測量裝置具備與第9實施方式相關的傳感器收容部40D結構不同的傳感器收容部40E，在血糖值傳感器2上施加與第9實施方式不同電壓的狀態下、以促進傳感器內的化學反應。傳感器收容部40E具有與開關1並聯設置的開關29，在開關29上供給基準電壓V2。
如圖16所示，閉合開關1、27，打開開關28、29，在這樣的狀態下，和第9實施方式一樣，在血糖值傳感器2的電極41、42間施加電壓V1-Vss，能夠促進傳感器內的化學反應。進一步，如圖17所示，閉合開關27、29，打開開關1、28，在這樣的狀態下、在電極41、42間施加與上不同的電壓V2-Vss，能夠促進傳感器內的化學反應。
以上，採用本實施方式，能夠在血糖值傳感器2的電極41、42間施加多個相互不同的基準電壓，適應血糖值傳感器2的類型、施加最合適的電壓、能夠促進傳感器內初期階段的化學反應。由此，能夠實現適應各種各樣類型血糖值傳感器的、能顯示更正確、穩定血糖值的血糖值測量裝置。
此外，在圖16、17中，作為能施加在血糖值傳感器2的電極42上的基準電壓及開關，雖然僅僅示出了電壓V1、V2及開關1、29兩組，即使將它擴展為n組(n為3以上的整數)，也能得到本發明的效果。
以上，在本發明中，血糖值傳感器2、25被用來測量血糖值，對於血液中的別的物質，例如膽甾醇值、乳酸值、免疫值，採用能測量它們的傳感器，本發明的血糖值測量裝置能分別發揮作為膽甾醇值測量裝置、乳酸測量裝置、免疫測量裝置的功能。還有，把血糖值傳感器2、25替換成溫度傳感器、受光元件，也可以起到作為溫度測量裝置和受光測量裝置的功能。而且，在這些裝置中，能得到與本發明同樣的效果。發明的效果採用本發明，補償了電流電壓轉換器的偏置電壓和半導體集成電路的製造偏差，能夠實現更正確、高測量精度的血糖值測量裝置。由此，能夠增加迄今為止的測量結果的顯示位數。還有，將來、能夠實現可適應血糖值傳感器高性能化和功能擴展情況的血糖值測量裝置。
權利要求
1.一種血糖值測量裝置，其特徵在於它具備傳感器收容部、電流電壓轉換器和Δ∑型AD轉換器；傳感器收容部，收容血糖值傳感器、施加規定的電壓，檢測流過血糖值傳感器的與血糖值相對應的電流，電流電壓轉換器，將從所述傳感器收容部輸出的電流轉換成電壓，Δ∑型AD轉換器，將從所述電流電壓轉換器來的模擬信號轉換成數位訊號。
2.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於具備輸入從所述Δ∑型AD轉換器來的數位訊號、對在所述電流電壓轉換器上的偏置電壓進行補償的數位訊號處理電路。
3.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於具備保持從所述電流電壓轉換器來的模擬信號的值、向所述Δ∑AD轉換器輸出的採樣同步電路。
4.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於所述傳感器收容部的結構能夠設定、變更所述規定電壓。
5.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於所述電流電壓轉換器，具備將從所述傳感器收容部輸出的電流作為輸入的讀出放大器，設置在所述讀出放大器輸入輸出間的反饋電阻，與所述反饋電阻並聯設置的開關。
6.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於所述血糖值傳感器，在正極或者負極上具有多個電極，所述傳感器收容部，具備切換施加在所述多個電極上的電壓的選擇器。
7.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於具備模擬所述血糖值傳感器電氣特性的模擬電阻，和作為所述電流電壓轉換器的輸入、選擇流經所述模擬電阻的電流及從所述傳感器收容部輸出電流中任何一個的選擇器。
8.根據權利要求1所述的血糖值測量裝置，其特徵在於所述傳感器收容部，具備能遮斷所述電流輸出的開關，和在用所述開關遮斷所述電流的狀態下、在所述血糖值傳感器上施加規定電壓的部件。
9.根據權利要求8所述的血糖值測量裝置，其特徵在於所述施加規定電壓的部件，是能使所述血糖值傳感器的正極及負極間短路的開關。
10.根據權利要求8所述的血糖值測量裝置，其特徵在於所述施加規定電壓的部件，是能分別切換在所述血糖值傳感器的正極及負極上施加或不施加相互不同的規定的電壓的多個開關。
11.一種血糖值測量裝置，其特徵在於它具備流過對應血糖值電流的血糖值傳感器，將流過所述血糖值傳感器的電流轉換成電壓的電流電壓轉換器，將從所述電流電壓轉換器來的模擬信號轉換成數位訊號的Δ∑型AD轉換器。
12.一種半導體集成電路，其特徵在於它具備輸入從流過對應血糖值電流的血糖值傳感器來的電流的第1端子，將輸入到所述第1端子的電流轉換成電壓的讀出放大器，能在所述讀出放大器的輸入輸出間連接反饋電阻的第2端子，將從所述讀出放大器來的模擬信號轉換成數位訊號的Δ∑型AD轉換器。
13.根據權利要求12所述的半導體集成電路，其特徵在於它具備輸入流經模擬所述血糖值傳感器電氣特性的模擬電阻的電流的第3端子，和作為所述讀出放大器的輸入、選擇輸入到所述第1及第3端子電流中的任一個的選擇器。
14.根據權利要求12所述的半導體集成電路，其特徵在於用C-MOS構成電路。
全文摘要
本發明提供一種測量精度更高,而且補償了偏置電壓和製造偏差、能得到更正確測量結果的血糖值測量裝置。在對用血糖值傳感器(2)測量的血糖值的測量結果進行AD轉換時,為提高解析度採用了Δ∑ADC6,因而,能夠得到高精度的測量結果。還有,將開關(20)閉合就能測量讀出放大器(3)的偏置電壓,用這一測量結果就能夠補償偏置電壓。進一步,利用在模擬血糖值傳感器(2)的電氣特性的模擬電阻(26)上通電測量的結果,就能夠補償因製造偏差產生的測量值的個體差。這樣,就能實現更正確的高精度血糖值測量裝置。
文檔編號G01N33/487GK1375937SQ0210753
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月14日 優先權日2001年3月14日
發明者上野博也, 中塚淳二, 石川忠義, 德野吉宣 申請人:松下電器產業株式會社