特許 6453362 血流センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6453362

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】血流センサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/0285 20060101AFI20190107BHJP

   A61B 5/026 20060101ALI20190107BHJP

   G01F 1/704 20060101ALI20190107BHJP

   G01F 1/66 20060101ALI20190107BHJP

   G01P 5/26 20060101ALI20190107BHJP

   H01L 31/12 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/0285 H

   A61B5/026 120

   G01F1/704

   G01F1/66 103

   G01P5/26 A

   H01L31/12 E

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-563363(P2016-563363)

(86)(22)【出願日】2014年12月11日

(86)【国際出願番号】JP2014082887

(87)【国際公開番号】WO2016092680

(87)【国際公開日】20160616

【審査請求日】2017年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116633

【氏名又は名称】愛知時計電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】五明 智夫

(72)【発明者】

【氏名】平 英路

(72)【発明者】

【氏名】友安 直人

【審査官】 遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１５３６６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２２５９２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０２−５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明管の中を流れる血液の流速を計測可能な血流センサであって、
レーザー光を発光する発光素子と、
光を受光する受光素子と、
前記発光素子及び前記受光素子を覆う遮光性の素子カバーと、
前記透明管の外面の一部を覆う遮光性の管カバーを備え、
前記発光素子は、前記透明管の中を流れる血液に向けてレーザー光を発光し、
前記受光素子は、前記発光素子が発光して前記透明管内で反射されたドップラー効果を受けていない光と、前記発光素子が発光して前記透明管の中を流れる血液成分で反射されたドップラー効果を受けた光を受光し、
前記管カバーは、前記素子カバーに固定されており、前記素子カバーから前記透明管の外面に沿って延びている、血流センサ。

【請求項2】

前記管カバーが前記透明管の外面に密着しており、
前記素子カバーから延びる前記管カバーの長さＭ、前記透明管の管壁の厚みｔ１、および、前記透明管の外面から管壁に光が入射するときの臨界屈折角Ｃが、Ｍ≧４×ｔ１×ｔａｎＣの関係式を満たしている、請求項１に記載の血流センサ。

【請求項3】

前記透明管の外面と前記管カバーとの間に配置された透明な中間部材を備え、
前記中間部材の前記管カバー側の面が複数の凹凸を有している、請求項１に記載の血流センサ。

【請求項4】

前記管カバーは、前記中間部材の前記管カバー側の端部に密着しており、
前記素子カバーから延びる前記管カバーの長さＭ、前記透明管の管壁の厚みｔ１と前記中間部材の厚みｔ２、および、前記透明管の外面から管壁に光が入射するときの臨界屈折角Ｃが、Ｍ≧４×（ｔ１＋ｔ２）×ｔａｎＣの関係式を満たしている、請求項３に記載の血流センサ。

【請求項5】

前記管カバーは、前記透明管の周方向に延びており、前記透明管の周方向における前記管カバーの端部の横から前記透明管の一部が露出している、請求項１から４のいずれか一項に記載の血流センサ。

【請求項6】

前記管カバーが黒色である、請求項１から５のいずれか一項に記載の血流センサ。

【請求項7】

前記管カバーが無光沢である、請求項１から６のいずれか一項に記載の血流センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、血流センサに関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、体内にある血管内を流れる血液の流速を計測する血流センサが開示されている。この血流センサは、発光素子、受光素子、および制御部を備えている。この血流センサは、人体の近くに置いて用いられ、発光素子が、体表面に向けてレーザー光を発光する。発光素子が発光したレーザー光は、その一部が体表面で反射し、他の一部は体内に侵入して血管内を移動する赤血球によって反射される。受光素子は、体表面による反射光と、赤血球による反射光を受光する。前者は、血液の流速によるドップラー効果を受けていない参照光となり、後者は血液の流速によるドップラー効果を受けている計測光となる。制御部は、受光素子が受光した、体表面による反射光と赤血球による反射光を重ね合わせた光に基づいて、ヘテロダイン技術により赤血球の流速を計算する。この種の血流センサは、レーザードップラー式の血流センサと呼ばれている。

【0003】

医療現場では、体内を流れる血液を体外に送り出し、体外に送り出した血液を再び体内に戻す体外循環が行われている。体外循環では、血液の状態を観測できるように透明な管を用いる。透明管が体内の血管に接続され、体内の血管を流れる血液が体外の透明管に流入し、透明管の中を流れた血液が体内の血管に戻る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３３０９３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術では、血流センサの周囲の光が血流センサと人体の間を通過して血流センサに入射することがある。これにより、体表面による反射光と赤血球による反射光以外の余分な光を受光素子が受光することがある。そうすると、受光素子が受光した余分な光がノイズになり、血流センサの計測精度が低下してしまう。また、体表面による反射光と赤血球による反射光は光量が少ないので、受光素子が余分な光を受光すると、余分な光のノイズが相対的に大きくなる。

【0006】

また、特許文献１の技術を透明管に適用し、透明管の中を流れる血液の流速を計測することが可能である。この場合、発光素子から発光されたレーザー光の一部が透明管で反射して参照光となり、他の一部が赤血球で反射して計測光となる。受光素子は、透明管による反射光と赤血球による反射光を受光する。

【0007】

透明管では、管の周囲の光が管壁内に入り、管壁内を進行してゆく。特許文献１の技術を透明管に適用すると、管壁内を進行する光を受光素子が受光することがある。そうすると、透明管による反射光と赤血球による反射光以外に、管壁内を進行する余分な光を受光素子が受光するので、血流センサの計測精度が低下してしまう。また、管の周囲から管壁内に入射して進行する光は光量が多いので、周囲の光によるノイズが大きくなり、計測精度の低下が大きくなる。そこで本明細書は、受光素子が余分な光を受光することを抑制し、血液の流速を精度良く計測することを可能にした技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書に開示する血流センサは、透明管の中を流れる血液の流速を計測可能であり、レーザー光を発光する発光素子と、光を受光する受光素子を備えている。また、血流センサは、受光素子を覆う遮光性の素子カバーと、透明管の外面の一部を覆う遮光性の管カバーを備えている。発光素子は、透明管の中を流れる血液に向けてレーザー光を発光する。受光素子は、発光素子が発光して透明管内で反射されたドップラー効果を受けていない光と、発光素子が発光して透明管の中を流れる血液成分で反射されたドップラー効果を受けた光を受光する。管カバーは、素子カバーに固定されており、素子カバーから透明管の外面に沿って延びている。

【0009】

上記構成によれば、管が透明なので、体外に取り出した血液の状態を管の外部から観察することができる。発光素子から発光されたレーザー光の一部は、透明管内で反射する。また、他の一部は、透明管の管壁を通過して透明管の中を流れる血液に入射して血液成分で反射する。受光素子は、透明管による反射光と血液成分による反射光を受光する。このとき、受光素子が遮光性の素子カバーにより覆われているので、透明管の周囲の光が受光素子に入射することを抑制できる。また、透明管の一部が遮光性の管カバーにより覆われているので、透明管の周囲の光が管壁の中に入射することを抑制できる。また、管カバーにより覆われていない部分から透明管の管壁に光が入射し、この光が管壁内を進行することがある。しかしながら、上記構成によれば、管カバーが素子カバーから透明管の外面に沿って延びているので、管壁に光が入射する位置から受光素子までの距離を長くすることができる。これにより、管壁に光が入射しても、受光素子まで距離があるので、光が管壁内を進行する過程で、受光素子に到達する前に光量が少なくなる。以上の結果、受光素子が余分な光を受光することを抑制でき、血液の流速を精度良く計測することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】血流センサおよび管の断面図である。

【図2】図１のII−II断面図である。

【図3】血流センサのブロック図である。

【図4】図１の要部IVの拡大図である。

【図5】図１のV−V断面図である。

【図6】他の実施例に係る血流センサおよび管の断面図である。

【図7】図６の要部VIIの拡大図である。

【図8】他の実施例に係る血流センサおよび管の要部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に説明する実施形態の主要な特徴を列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

【0012】

（特徴１）管カバーが透明管の外面に密着している。素子カバーから延びる管カバーの長さＭ、透明管の管壁の厚みｔ１、および、透明管の外面から管壁に光が入射するときの臨界屈折角Ｃが、Ｍ≧４×ｔ１×ｔａｎＣの関係式を満たしている。これにより、管壁に入射した余分な光を受光素子が受光することを抑制できる。
（特徴２）透明管の外面と管カバーとの間に配置された透明な中間部材を備えている。中間部材の管カバー側の面が複数の凹凸を有している。これにより、管壁に入射した光が中間部材の凹凸面により拡散する。その結果、管壁に入射した余分な光を受光素子が受光することを抑制できる。
（特徴３）管カバーが中間部材の管カバー側の端部に密着している。素子カバーから延びる管カバーの長さＭ、透明管の管壁の厚みｔ１と中間部材の厚みｔ２、および、透明管の外面から管壁に光が入射するときの臨界屈折角Ｃが、Ｍ≧４×（ｔ１＋ｔ２）×ｔａｎＣの関係式を満たしている。
（特徴４）管カバーは、透明管の周方向に延びているが、透明管を一巡せず、周方向における管カバーの端部の横に透明管が露出している。これにより、透明管の周方向の一部において管カバーが透明管を覆うが、管カバーにより覆われていない部分から透明管の中を視認できる。また、管カバーは、透明管の軸方向に延びており、透明管の一部を覆っている。透明管の軸方向において、管カバーにより覆われていない部分から透明管の中を視認できる。
（特徴５）管カバーが黒色である。また、管カバーが無光沢である。これにより、管カバーの遮光性が高くなる。

【0013】

（第１実施例）
以下、実施例について添付図面を参照して説明する。第１実施例に係る血流センサ１は、図１および図２に示すように、発光素子１０および受光素子２０を備えている。また、血流センサ１は、素子カバー７０および管カバー３０を備えている。また、図３に示すように、血流センサ１は、発光素子１０および受光素子２０に接続された制御部９０を備えている。

【0014】

図１および図２に示すように、血流センサ１は、血液Ｂが流れている透明管４０に取り付けて利用する。血流センサ１は、透明管４０の外側に配置される。血流センサ１は、透明管４０の中を流れる血液Ｂの流速および流量を計測可能である。以下の説明では、血流センサ１が透明管４０（以下では管４０という）に取り付けられた状態で説明する。

【0015】

管４０は、管壁４１および流路４２を備えている。管壁４１によって囲まれた空間に流路４２が形成されている。管４０は患者の体内の血管（図示省略）に接続されており、患者の血管から管４０に血液Ｂが流入する。血液Ｂは、管４０の中心軸４０ａに沿って流路４２を流れる。管４０を流れた血液Ｂは、再び患者の血管に送り返される。このように、患者の血液Ｂが患者の血管から体外に一旦取り出され、再び患者の血管に送り戻されることにより、血液Ｂの体外循環が行われる。血液Ｂには、様々な成分が含まれている。例えば、血液Ｂには、赤血球、白血球、血小板、血漿、リンパ球などの成分が含まれている。

【0016】

管壁４１は、例えば透明な樹脂やガラスにより形成されている。管壁４１は、光透過性を有しており、レーザー光Ｌおよび可視光を透過可能である。管壁４１が透明に形成されているので、管壁４１を通じて管壁４１の内側が視認でき、管壁４１の内側の流路４２を流れる血液Ｂが視認できる。流路４２は、管４０の中心軸４０ａに沿って延びており、血液Ｂが管４０の中心軸４０ａに沿って流れる。

【0017】

管４０の中心軸４０ａに直交する方向の管４０の断面形状は特に限定されない。本実施例では、図２に示すように、中心軸４０ａに直交する方向の管４０の断面形状は、正方形となっている。管４０の外面４３が４方向に形成されている。

【0018】

発光素子１０と受光素子２０は、血液Ｂの流れ方向に沿って並んで配置されている。発光素子１０が、血液Ｂの流れ方向の上流側に配置されており、受光素子２０が血液Ｂの流れ方向の下流側に配置されている。発光素子１０と受光素子２０は、素子カバー７０に固定されている。

【0019】

発光素子１０は、レーザー光Ｌを発光する。発光素子１０としては、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）を用いることができる。発光素子１０が発光するレーザー光Ｌの周波数は特に限定されるものではない。

【0020】

発光素子１０は、透明な管４０および管４０の中を流れる血液Ｂに向けてレーザー光Ｌを発光する。発光素子１０は、管４０の外側から管４０の内側に向けてレーザー光Ｌを発光する。発光素子１０が発光したレーザー光Ｌは、管４０の管壁４１を通過する。管壁４１を通過したレーザー光Ｌの一部は、管壁４１と流路４２の境界（管壁４１の内面）で反射する。あるいは、レーザー光Ｌの一部は、管壁４１の内面に接する部分の血液Ｂに含まれる静止した赤血球で反射する。このように、レーザー光Ｌの一部が透明管４０内で反射するときは、管壁４１の内面で反射する場合と、管壁４１の内面に接する部分の血液Ｂに含まれる動いていない赤血球で反射する場合がある。一方、レーザー光Ｌの他の一部は、流路４２に入射する。

【0021】

管壁４１と流路４２の境界で反射したレーザー光Ｌは、受光素子２０に向かって進行する。管壁４１と流路４２の境界で反射したレーザー光Ｌは、ドップラー効果を受けていない参照光である。受光素子２０に向かって進行するレーザー光Ｌは、管壁４１を通過した後、受光素子２０に入射する。

【0022】

一方、管壁４１と流路４２の境界から流路４２に入射したレーザー光Ｌは、血液Ｂの中を進む。流路４２に入射するレーザー光Ｌは、管壁４１と流路４２の境界において屈折する。血液Ｂの中を進むレーザー光Ｌは、血液Ｂに含まれる成分に当たって反射する。具体的には、レーザー光Ｌが血液Ｂに含まれる赤血球Ｒに当たって反射し、反射光Ｓが生じる。移動する赤血球Ｒに反射することで、反射の前後で光の周波数が変化する。よって、レーザー光Ｌの周波数と反射光Ｓの周波数は異なる。赤血球Ｒで反射した反射光Ｓは、ドップラー効果を受けている計測光である。反射光Ｓは、受光素子２０に向かって進行する。反射光Ｓは、流路４２と管壁４１の境界から管壁４１に出射し、管壁４１を通過した後、受光素子２０に入射する。管壁４１に出射する反射光Ｓは、流路４２と管壁４１の境界において屈折する。

【0023】

受光素子２０は、受光素子２０に入射する光を受光し、受光した光量に対応する電気信号を出力する。受光素子２０には、フォトダイオード（ＰＤ）を用いることができる。受光素子２０は、管４０で反射された光（ドップラー効果を受けていない参照光）と、赤血球Ｒで反射された光（ドップラー効果を受けている計測光）を受光する。受光素子２０が受光した光（管４０による反射光と赤血球Ｒによる反射光）は、管４０の中を流れる血液Ｂの流速を計算するために用いられる。

【0024】

図３に示す制御部９０は、発光素子１０および受光素子２０を制御する。制御部９０は、受光素子２０が受光した光に基づいて、管４０の中を流れる血液Ｂの流速を計算することができる。また、制御部９０は、血液Ｂの流速を計算することができる。制御部９０は、ヘテロダイン技術を用いて計算を行う。ヘテロダイン技術は、周波数が異なる２つの波（光）を重ね合わせてうなり（ビート）を生じさせ、このうなりを用いて計算を行う方法である。ヘテロダイン技術は、２つの波（光）の周波数の差、すなわち、ドップラーシフトを利用して計算を行う方向である。制御部９０は、ヘテロダイン技術を用いて、参照光と計測光の周波数の差を計算し、その計算結果から血液Ｂの流速を計算する。ヘテロダイン技術については公知であるので、詳細な説明を省略する。制御部９０は、計算した血液Ｂの流速および流量をモニタ（図示省略）に出力する。

【0025】

図１及び図２に示すように、素子カバー７０は、発光素子１０および受光素子２０を覆っている。素子カバー７０に発光素子１０および受光素子２０が固定されている。素子カバー７０は、不透明であり、遮光性を有している。素子カバー７０の色は、黒色が好ましい。また、素子カバー７０は、無光沢であることが好ましい。素子カバー７０は、発光素子１０および受光素子２０に不要な光が入らないように光を遮断する。素子カバー７０は、接触面７１を有している。接触面７１は、管４０の外面４３に接触する。接触面７１は、管４０の外面４３の形状と一致する形状になるように形成されている。素子カバー７０は、管４０の外面４３の一部を覆っている。

【0026】

管カバー３０は、素子カバー７０の端部７４に固定されている。管カバー３０は、素子カバー７０から管４０の外面４３に沿って素子カバー７０の周囲に延びている。管カバー３０の厚みは、素子カバー７０の厚みより薄い。管カバー３０は、管４０の外面４３の一部を覆っている。管カバー３０の内面３１（管４０側の面）は、管４０の外面４３に密着している。管カバー３０は、不透明であり、遮光性を有している。管カバー３０の色は、黒色が好ましい。管カバー３０は、例えば黒色の樹脂や繊維から形成されている。また、管カバー３０は、無光沢であることが好ましい。管カバー３０の内面３１は、無光沢に形成されている。管カバー３０は、管４０の周囲の光が管４０に入射することを遮断する。管カバー３０が管４０を覆う部分では、管４０の周囲から管４０に光が入射しない。

【0027】

図１に示すように、管カバー３０は、管４０の軸方向に延びている。管４０の軸方向において、素子カバー７０の両側にそれぞれ管カバー３０が配置されている。管４０の軸方向における管カバー３０の端部３２の横から、管４０の外面４３が露出している。

【0028】

また、図２に示すように、管カバー３０は、管４０の周方向にも延びている。管４０の周方向において、素子カバー７０の両側にそれぞれ管カバー３０が配置されている。管カバー３０は、管４０の４つの外面４３のうち１つの外面４３を覆っている。管４０の周方向における管カバー３０の端部３３の横から、管４０の外面４３が露出している。

【0029】

図４に示すように、管カバー３０が管４０を覆わいない部分、すなわち、管４０が外部に露出している部分では、管４０の周囲から管壁４１に光が入射する。管壁４１に入射した光は、管壁４１内で反射を繰り返しながら進行する。管壁４１内を進行する光は、管壁４１と流路４２の境界、および、管壁４１と管カバー３０の境界において反射しながら進行する。管壁４１内の光は、反射を繰り返すことにより光量が低下してゆく。

【0030】

図４及び図５に示すように、素子カバー７０から延びる管カバー３０の長さをＭとし、管４０の管壁４１の厚みをｔ１とし、管４０の外面４３から管壁４１に光が入射するときの臨界屈折角をＣとすると、Ｍ、ｔ１、およびＣは下記の関係式（１）を満たしていることが好ましい。

【0031】

Ｍ≧４×ｔ１×ｔａｎＣ （１）

【0032】

上記の関係式（１）において、素子カバー７０から延びる管カバー３０の長さＭは、素子カバー７０の端部７４から、管４０の軸方向における管カバー３０の端部３２までの距離、および、管４０の周方向における管カバー３０の端部３３までの距離である。臨界屈折角Ｃは、管４０の周囲の光が管壁４１に入射するときに、管４０の外面４３で全反射を起こすことなく入射可能な最大の屈折角のことである。管壁４１に入射した際の屈折角が臨界屈折角Ｃに近づくほど、管壁４１の幅方向の奥まで光が入射する。関係式（１）における（４×ｔ１×ｔａｎＣ）は、管４０の周囲の光が管壁４１に臨界屈折角Ｃとなる入射角で入射し、管壁４１内で反射を繰り返しながら進行する場合に、管壁４１内で反射を４回繰り返したときに到達する距離に相当する。

【0033】

管カバー３０の長さＭが関係式（１）を満たしていると、管壁４１に入射した光が管壁４１内で４回以上反射する。管壁４１に入射した光は、管壁４１内で４回反射することにより十分に光量が低下する。光量の低下率は、管壁４１と流路４２の境界、および、管壁４１と管カバー３０の境界における反射率に基づいて計算できる。例えば、境界における光の反射率が０．１である場合は、光が境界で４回反射すると、光量は入射した光に対して１／１００００（＝０．１^４）まで低下する。

【0034】

上述の説明から明らかなように、血流センサ１は、透明な管４０の中を流れる血液Ｂの流速を計測可能であり、レーザー光Ｌを発光する発光素子１０と、光を受光する受光素子２０を備えている。また、血流センサ１は、受光素子２０を覆う遮光性の素子カバー７０と、管４０の外面４３の一部を覆う遮光性の管カバー３０を備えている。発光素子１０は、管４０の中を流れる血液Ｂに向けてレーザー光Ｌを発光する。受光素子２０は、発光素子１０から発光されたレーザー光Ｌが管４０内で反射した反射光（ドップラー効果を受けていない光）と、発光素子１０から発光されたレーザー光Ｌが管４０の中を流れる血液成分で反射した反射光（ドップラー効果を受けた光）を受光する。また、管カバー３０は、素子カバー７０に固定されており、素子カバー７０から管４０の外面４３に沿って延びている。

【0035】

このような構成によれば、血液Ｂが透明な管４０の中を流れているので、管４０の中の血液Ｂを外部から視認することができ、血液Ｂの状態を外部から把握することができる。また、受光素子２０が素子カバー７０により覆われているので、血流センサ１の周囲の光が受光素子２０に入射することを抑制できる。また、管４０が管カバー３０により覆われているので、管４０の周囲の光が管４０に入射することを抑制できる。一方、管カバー３０により覆われていない部分から管４０の管壁４１に光が入射して管壁４１内を進行することがある。しかしながら、管カバー３０が素子カバー７０から管４０の外面４３に沿って延びているので、光が管壁４１に入射する位置から受光素子２０まで距離がある。したがって、管壁４１に入射した光は、受光素子２０まで到達しにくい。素子カバー７０から延びる管カバー３０の長さＭを長くすることにより、管カバー３０によって覆われていない部分から管４０の管壁４１に入射した光が、受光素子２０まで到達しにくい。これにより、管壁４１に入射した光が受光素子２０に入射することを抑制できる。以上より、受光素子２０が余分な光を受光することを抑制でき、血液Ｂの流速を精度良く計測することが可能になる。

【0036】

また、管４０の周方向における管カバー３０の端部３３の横から管４０の外面４３が露出している。よって、管４０の周方向において管カバー３０が管４０を覆うが、管カバー３０により覆われていない部分から透明な管４０の中の血液Ｂを視認できる。

【0037】

以上、一実施形態について説明したが、具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0038】

（第２実施例）
第２実施例に係る血流センサ１は、図６に示すように、管カバー３０と管４０の間に配置された中間部材５０を備えている。中間部材５０は、例えば透明な樹脂やガラスにより形成されている。中間部材５０は、光透過性を有しており、レーザー光Ｌおよび可視光を透過可能である。

【0039】

図７に示すように、中間部材５０は、接触面５２および凹凸面５１を備えている。接触面５２は、管４０の外面４３に接触する。接触面５２の形状は、管４０の外面４３の形状と一致する形状になっている。凹凸面５１は、管カバー３０に密着している。管カバー３０の内面３１は、凹凸面５１に合わせて凹凸状に形成されている。凹凸面５１は、複数の第１斜面５１１および複数の第２斜面５１２を有している。本実施例では、第１斜面５１１と第２斜面５１２は、直交している。第１斜面５１１と第２斜面５１２がなす角度は特に限定されるものではない。第１斜面５１１の傾斜方向の長さと第２斜面５１２の傾斜方向の長さは等しい。よって、第１斜面５１１と第２斜面５１２は、図７に示す断面において二等辺になっている。

【0040】

このような構成によれば、管４０の管壁４１に入射した光が、管壁４１から中間部材５０に入射する。中間部材５０に入射した光は、中間部材５０と管カバー３０の境界の凹凸面５１で反射する。第１斜面５１１と管カバー３０の境界で反射した光は、受光素子２０から遠ざかる方向に進む。これにより、受光素子２０が余分な光を受光することを抑制できる。

【0041】

中間部材５０を備える血流センサ１では、素子カバー７０から延びる管カバー３０の長さをＭとし、管４０の管壁４１の厚みをｔ１とし、中間部材５０の厚みをｔ２とし、管４０の外面４３から管壁４１に光が入射するときの臨界屈折角をＣとすると、Ｍ、ｔ１、ｔ２、およびＣは下記の関係式（２）を満たしていることが好ましい。中間部材５０の厚みｔ２は、中間部材５０最も厚い部分の厚みである。管４０の管壁４１の厚みをｔ１と中間部材５０の厚みをｔ２の合計（ｔ１＋ｔ２）は、管４０の内面から中間部材５０の管カバー３０側の端部までの距離に相当する。

【0042】

Ｍ≧４×（ｔ１＋ｔ２）×ｔａｎＣ （２）

【0043】

管カバー３０の長さＭが関係式（２）を満たしていると、管壁４１に入射した光が管壁４１内および中間部材５０内で合計４回以上反射する。管壁４１に入射した光は、管壁４１内および中間部材５０内で４回反射することにより十分に光量が低下する。光量の低下率は、管壁４１と流路４２の境界、および、中間部材５０と管カバー３０の境界における反射率に基づいて計算できる。

【0044】

（第３実施例）
第３実施例に係る血流センサ１では、図８に示すように、中間部材５０の凹凸面５１が複数の湾曲面５１３を有している。このような構成によれば、中間部材５０に入射した光は、中間部材５０と管カバー３０の境界の湾曲面５１３により様々な方向に反射する。これにより、受光素子２０に向かって進む光の光量を低下することができ、受光素子２０が余分な光を受光することを抑制できる。

【0045】

また、中間部材５０の凹凸面５１の構成は上記の実施例に限定されるものではない。例えば、凹凸面５１は、ディンプル状、粗面状などの形状で形成されていてもよい。また、中間部材５０の凹凸面５１と管カバー３０の内面３１との間に隙間が形成されていてもよい。

【0046】

また、発光素子１０の構成は上記の実施例に限定されるものではない。他の実施例では、発光素子１０におけるレーザー光Ｌが出射する部分にレンズ（図示省略）を取り付けてもよい。レンズは、発光素子１０の先端部に固定される。このような構成では、発光素子１０から発光されたレーザー光Ｌがレンズにより拡散し、拡散したレーザー光Ｌが管４０および血液Ｂに向かって進む。そして、レーザー光Ｌの一部が管壁４１と流路４２の境界（管壁４１の内面）で反射し、他の一部が流路４２を流れる血液Ｂに入射し、血液Ｂに含まれる移動する赤血球Ｒで反射する。このような構成によっても、ドップラー効果を受けていない参照光とドップラー効果を受けた計測光をそれぞれ受光できる。

【0047】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0048】

１ ；血流センサ
１０ ；発光素子
２０ ；受光素子
３０ ；管カバー
３１ ；内面
３２ ；端部
３３ ；端部
４０ ；管
４０ａ；中心軸
４１ ；管壁
４２ ；流路
４３ ；外面
５０ ；中間部材
５１ ；凹凸面
５２ ；接触面
７０ ；素子カバー
７１ ；接触面
７４ ；端部
９０ ；制御部
５１１；第１斜面
５１２；第２斜面
５１３；湾曲面
Ｂ ；血液
Ｃ ；臨界屈折角
Ｌ ；レーザー光
Ｒ ；赤血球
Ｓ ；反射光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】