专利名称：活体信息检测器和活体信息测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及活体信息检测器和活体信息测定装置等。
背景技术：
活体信息测定装置测定例如人的脉搏数、血液中的氧饱和度、体温、心律数等活体 信息，活体信息测定装置的一例是测定脉搏数的脉搏计。另外，脉搏计等活体信息测定装置 也可以装配在钟表、手机、寻呼机、个人计算机等电子设备中，或者还可以与电子设备进行 组合。活体信息测定装置具有检测活体信息的活体信息检测器，活体信息检测器具有发光 部，其朝向被检查体(用户)的被检测部位发出光；以及受光部，其接受来自被检测部位的 具有活体信息的光。专利文献1公开了一种脉搏计(广义上是活体信息测定装置)，脉搏计的受光部 (例如，专利文献1的图16的受光部12)通过扩散反射面(例如，专利文献1的图16的反 射部131)，接受被检测部位的反射光(例如，专利文献1的图16的虚线)。专利文献1的 光探头1在俯视图中发光部11与受光部12重合，实现了光探头1的小型化。专利文献1日本特开2004-337605号公报专利文献1的发光部11和受光部12与基板15 —起配置在反射部131的内部，反 射部131的内部填充有透明材料142。这种结构即使能够实现光探头1的小型化，光探头1 的装配也非易事。
发明内容
根据本发明的几个方式，能够提供一种能够容易地装配的活体信息检测器和活体 信息测定装置。本发明的一个方式涉及活体信息检测器，其特征在于，该活体信息检测器具有发光部，其发出朝向被检查体的被检测部位的光；受光部，其接受所述发光部发出的光被所述被检测部位反射后的、具有活体信息 的光；反射部，其反射所述发光部发出的光或者所述具有活体信息的光；保护部，其保护所述发光部或者所述受光部；以及基板，其被夹在所述反射部与所述保护部之间，所述发光部配置在所述反射部或 者所述保护部的任意一侧，而且所述受光部配置在所述反射部或者所述保护部的任意另一 侧，所述保护部具有与所述被检查体的接触面，所述保护部由对于所述发光部发出的 光的波长透明的材料构成，所述基板由对于所述发光部发出的光的波长透明的材料构成。根据本发明的一个方式，基板被夹在反射部与保护部之间。因此，即使发光部和受 光部配置在基板上，也不需要另外设置支撑基板自身的机构，部件数目减少。并且，基板由对于发光波长透明的材料构成，因而能够将基板配置在从发光部到受光部的光路途中，不 需要将基板收纳在除光路之外的位置，例如反射部的内部。这样，能够提供一种能够容易地 装配的活体信息检测器。另外，本发明的一个方式也可以是，所述基板具有与光透射区域对应的第1面以 及与所述第1面相对的第2面，在所述第1面以及所述第2面中的至少一个面上形成有光透射膜。这样，基板被光透射膜覆盖，由此能够利用光透射膜填埋基板表面的粗糙面，能够 减少光在该粗糙面的扩散。换言之，能够提高基板的透射率。因此，到达受光部或者被检测 部位的光量增加，活体信息检测器的检测精度进一步提高。另外，本发明的一个方式也可以是，所述光透射膜选择性地透射所述发光部发出 的光。这样，通过降低除发光部发出的光之外的光(广义上是噪声)，活体信息检测器的 检测精度进一步提高。另外，本发明的一个方式也可以是，所述反射部固定在所述基板上，所述基板是挠 性基板，所述基板的端部能够弯折。这样，反射部固定在基板上，因此，能够提供一种能够容易地装配的活体信息检测 器。并且，由于基板被夹在反射部与保护部之间，因此即使是基板自身没有刚性的挠性基 板，也能够在基板上安装并支撑发光部和受光部。另外，没有固定反射部的基板的端部能够 弯折，因而能够提供一种小型的活体信息检测器。另外，本发明的一个方式也可以是，活体信息检测器还具有红外线截止滤波器。由于活体(水或血红蛋白)容易透射红外线，因而能够利用红外线截止滤波器减 少起因于外部光的噪声分量。另外，本发明的一个方式也可以是，活体信息检测器还具有能够将所述活体信息 检测器安装在所述被检查体的腕部上的腕带。这样，能够将被检测部位设定为被检查体(用户)的腕部。另外，本发明的另一个方式涉及活体信息测定装置，该活体信息测定装置具有以上所述的活体信息检测器；以及根据所述受光部中生成的受光信号测定所述活体信息的活体信息测定部。根据本发明的另一个方式，使用能够容易地装配的活体信息检测器，能够容易地 装配活体信息测定装置整体。另外，本发明的另一个方式也可以是，所述活体信息是脉搏数。这样，能够将能够容易地装配的活体信息检测器适用于脉搏计。
图1是本实施方式的活体信息检测器的结构示例。图2是发光部发出的光的强度特性的一例。图3是受光部接受的光的灵敏度特性的一例。图4是本实施方式的活体信息检测器的另一种结构示例。图5是通过涂敷有光透射膜的基板的光的透射特性的一例。
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图6是光透射膜的外观示例。图7是红外线截止滤波器的说明图。图8是基板的收纳示例。图9是本实施方式的活体信息检测器的另一种结构示例。图10是第1反射部的结构示例。图11是第1反射部和发光部的外观示例。图12是受光部的外观示例。图13是第2反射部的设定位置的说明图。图14是第2反射部的设定位置与受光部的受光量的关系图。图15是具有活体信息检测器的活体信息测定装置的外观示例。图16是活体信息测定装置的结构示例。标号说明11基板；11-1光透射膜；11-2端部；14发光部；14A第1发光面；14B第2发光面； 16受光部；18反射部(第2反射部)；19保护部；19-1红外线截止滤波器；61、62、63、64布 线；61-1、63-1、64-1接合线；82母板；84连接器；92反射部(第1反射部)；92_1支撑部； 92-2内壁面(第1反射面)；92-3顶面(第2反射面)；92_4镜面部；150腕带；161控制 电路；162放大电路；163、167A/D转换电路；164脉搏数计算电路；165显示部；166加速度 检测部；168数字信号处理电路；C规定球面的圆弧的中心；F规定抛物面的抛物线的焦点； 0被检测部位；Rl第1光；R2第2光；R1，、R2，反射光(有效光)；R1”直接反射光(无效 光)；SA被检查体的表面；Wl第1反射部的长度的最大值；W2受光部的长度的最大值；Ah 距离；AhO, Ahl高度；Ah2、Ah2'间隙。
具体实施例方式下面，说明本实施方式。另外，以下说明的本实施方式不得不恰当地限定权利要求 书记载的本发明的内容。并且，在本实施方式中说明的结构不一定都是本发明的必要技术 特征。1.活体信息检测器图1表示本实施方式的活体信息检测器的结构示例。如图1所示，活体信息检测 器包括发光部14、受光部16、反射部18以及保护部19。发光部14发出朝向被检查体(例 如用户)的被检测部位0的光Rl。受光部16接受发光部14发出的光Rl由被检测部位0 反射后的、具有活体信息的光Rl’(反射光)。反射部18反射发光部14发出的光Rl或者 具有活体信息的光Rl’ (反射光)。反射部18在设于发光部14与受光部16之间的光路中 的穹面上具有反射面。保护部19保护发光部14或者受光部16。在图1的(A)的示例中， 保护部19保护发光部14。在图1的(B)的示例中，保护部19保护受光部16。另外，如图1所示，活体信息检测器还包括基板11。基板11被夹在反射部18与保 护部19之间，发光部14配置在基板11的反射部18或者保护部19的任意一侧，受光部16 配置在基板11的反射部18或者保护部19的任意另一侧。在图1的(A)的示例中，受光部 16在反射部18侧配置在基板11 (狭义上是基板11的第1面)上，发光部14在保护部19 侧配置在基板11(狭义上是基板11的第2面)上。在图1的(B)的示例中，发光部14在反射部18侧配置在基板11 (第1面)上，受光部16在保护部19侧配置在基板11 (第2面) 上。保护部19具有与被检查体接触的接触面，保护部19由对于发光部14发出的光Rl的 波长透明的材料(例如玻璃)构成。基板11也由对于发光部14发出的光Rl的波长透明 的材料(例如聚酰亚胺)构成。由于基板11被夹在反射部18与保护部19之间，即使发光部14和受光部16配置 在基板11上，也不需要另外设置支撑基板11自身的机构，部件数目减少。并且，基板11由 对于发光波长透明的材料构成，因而能够将基板11配置在从发光部14到受光部16的光路 途中，不需要将基板11收纳在除光路之外的位置，例如反射部18的内部。这样，能够提供 一种能够容易地装配的活体信息检测器。并且，反射部18能够增加到达受光部16或者被 检测部位0的光量，活体信息检测器的检测精度(信噪比)提高。另外，在专利文献1中，需要将发光部11、受光部12、基板15以及透明材料42装 配在反射部131的内部。因此，小型的光探头1的装配并非易事。并且，根据专利文献1的 第0048段，基板15将反射部131的内部的一侧形成为扩散反射面。换言之，专利文献1的 基板15不需要由透明材料构成。在图1的示例中，被检测部位0(例如血管)位于被检查体的内部。第1光Rl进 入到被检查体的内部，并在表皮、真皮以及皮下组织中扩散或者散射。然后，第1光Rl到达 被检测部位0并由被检测部位0反射。被检测部位0的反射光R1’在皮下组织、真皮以及 表皮中扩散或者散射。在图1的㈧中，反射光R1’朝向反射部18。在图1的⑶中，第1 光Rl通过反射部18朝向被检测部位0。另外，第1光Rl—部分被血管吸收。因此，由于脉 搏的影响，血管的吸收率发生变化，被检测部位0的反射光R1’的光量也变化。这样，活体 信息(例如脉搏数)反映在被检测部位0的反射光R1’中。在图1的(A)的示例中，发光部14向被检测部位0发出第1光R1，反射部18使受 光部16反射被检测部位0的第1光Rl的反射光Rl，，受光部16接受被检测部位0的具有 活体信息的反射光R1’。在图1的(B)的示例中，发光部14通过反射部18向被检测部位0 发出第1光Rl，受光部16接受被检测部位0的具有活体信息的第1光Rl的反射光R1’。基板11的厚度例如是10 [ μ m] 1000 [ μ m]。能够在基板11上形成连接发光部14 的布线以及连接受光部16的布线。基板11例如是印制基板，通常，印制基板例如像专利文 献1的基板15那样不是由透明材料构成的。换言之，本发明者们大胆采用至少对于发光部 14的发光波长透明的材料来构成印制基板。保护部19的厚度例如是1 [ μ m] 1000 [ μ m]。活体信息检测器的结构示例不限于图1所示的结构，也可以变更结构示例的一部 分(例如受光部16)的形状等。并且，活体信息也可以是血液中的氧饱和度、体温、心律数 等，被检测部位0也可以是被检查体的表面SA。在图1的示例中，将第1光Rl描画为1条 光线，但实际上发光部14向各个方向发出许多光。发光部14例如是LED，LED发出的光的波长例如在425[nm] 625[nm]的范围内具 有强度的最大值(广义上是峰值)，例如发出绿色的光。发光部14的厚度例如是20 [ μ m] 1000 [ μ m]。受光部16例如是光电二极管，通常能够由Si光电二极管构成。受光部16 的厚度例如是20[μπι] 1000[μπι]。Si光电二极管接受的光的波长例如在800[nm] 1000 [nm]的范围内具有灵敏度的最大值(广义上是峰值)。优选受光部16由GaAsP光电二 极管构成，GaAsP光电二极管接受的光的波长例如在550[nm] 650[nm]的范围内具有灵敏度的最大值(广义上是峰值)。活体(水或血红蛋白)容易透射处于700[nm] 1100[nm] 范围内的红外线，因而由GaAsP光电二极管构成的受光部16与例如由Si光电二极管构成 的受光部16相比，能够减小起因于外部光的噪声分量。图2表示发光部14发出的光的强度特性的一例。在图2的示例中，具有520[nm] 波长的光的强度指示最大值，利用该强度将具有其他波长的光的强度归一化。另外，在图2 的示例中，发光部14发出的光的波长的范围是470 [nm] 600[nm]。图3表示受光部16接受的光的灵敏度特性的一例。在图3的示例中，具有565 [nm] 波长的光的灵敏度指示最大值，利用该灵敏度将具有其他波长的光的灵敏度归一化。图3 所示的受光部16接受的光的波长的灵敏度的最大值在图2所示的发光部14发出的光的 波长的范围之内，但不在被称为活体窗口的700[nm] 1100[nm]范围之内。在图3的示 例中，处于700[nm] 1100[nm]范围之内的红外线的灵敏度被设定在相对灵敏度0. 3 (= 30[% ])以下。优选受光部16接受的光的波长的灵敏度的最大值(例如565[nm])与活体 窗口的下限即700[nm]相比，更接近发光部14发出的光的波长的强度的最大值(520[nm])。图4表示本实施方式的活体信息检测器的另一种结构示例。如图4所示，在基板11 的第1面(例如正面)和与第1面相对的第2面(例如背面)能够形成光透射膜11-1。并 且，对与上述的结构示例相同的结构标注相同的标号，并省略其说明。另外，光透射膜11-1 可以只形成于第1面上，或者只形成于第2面上。并且，在图4的示例中，光透射膜11-1形 成在基板11的没有配置发光部14和受光部16的光透射区域中。图4对应于图1的(A)， 但也可以在图1的(B)的基板11的第1面和第2面的至少一个面上形成光透射膜11-1。 光透射膜11-1例如能够由阻焊剂(广义上是保护层(rasist))构成。在图4的示例中省略了连接发光部14的布线以及连接受光部16的布线，基板11 的第1面和第2面能够形成为粗加工面，以使基板11上的布线不会剥离。因此，通过在第 1面和第2面上形成光透射膜11-1，能够利用光透射膜填埋基板11的表面的粗糙面，基板 11整体的平坦性提高。换言之，由于基板11上的光透射膜11-1是平坦的，因而在光透射基 板11时，能够减少光在基板11的表面的粗糙面的扩散。换言之，由于存在光透射膜11-1， 基板11的透射率提高。因此，到达受光部16或者被检测部位0的光量增加，活体信息检测 器的检测精度进一步提高。另外，优选光透射膜11-1的折射率在空气的折射率和基板11的折射率之间。另 外，优选光透射膜11-1的折射率与空气的折射率相比更接近基板11的折射率。在这种情 况下，能够减少光在界面的反射。活体信息检测器还包括红外线截止滤波器19-1。红外线截止滤波器19-1配置在 从发光部14到受光部16的光路中。在图4的示例中，红外线截止滤波器19-1形成于保护 部19的接触面上。红外线截止滤波器19-1能够通过利用例如吸收红外线的材料涂敷保护 部19的接触面而构成。在保护部19是玻璃的情况下，可将具有红外线截止滤波器19-1的 保护部19称为红外线截止玻璃。红外线截止滤波器19-1不仅形成于保护部19的接触面 上，也可以形成于保护部19的外侧的整个表面上。并且，红外线截止滤波器19-1还可以形 成于保护部19的内侧的整个表面上。或者，红外线截止滤波器19-1还可以形成于基板11 的表面或受光部16的表面上，以取代保护部19的接触面。活体(水或血红蛋白)容易透 射红外线，因而通过配置在从发光部14到受光部16的光路中的红外线截止滤波器19-1，能够减小起因于外部光的噪声分量。图5表示通过涂敷有光透射膜11-1的基板11的光的透射特性的一例。在图5的 示例中，使用透射基板11之前的光的强度和透射基板11之后的光的强度，计算透射率。在 图5的示例中，在活体窗口的下限即700[nm]以下的波长区域中，具有525[nm]波长的光的 透射率指示最大值。或者，在图5的示例中，在活体窗口的下限即700[nm]以下的波长区域 中，通过光透射膜11-1的光的透射率的最大值进入例如图2所示的发光部14发出的光的 波长的强度的最大值的士 10%范围以内。这样，优选光透射膜11-1选择性地透射发光部14 发出的光(例如，图4的第1光Rl (狭义上是第1光Rl的反射光R1’))。由于存在光透射 膜11-1，因而能够提高基板11的平坦性，同时在某种程度上防止发光部14或者受光部16 的效率下降。另外，如图5的示例所示，例如在可见光区域中，在具有525[nm]波长的光的 透射率指示最大值(广义上是峰值)的情况下，光透射膜11-1例如呈现绿色。图6表示图4的光透射膜11-1在俯视图中的外观示例。如图6所示，在(例如图 4的受光部16 —侧的)俯视图时，形成有光透射膜11-1的基板11呈长方形。在图6的示 例中，受光部16配置在基板11的第1面(例如正面)上。光透射膜11-1能够形成在基板 11的第1面的没有配置受光部16的区域中。具体地讲，在基板11的第1面上形成有例如与受光部16的阳极连接的布线61， 还形成有例如与受光部16的阴极连接的布线62。在图6的示例中，布线61例如通过接合 线61-1与受光部16的阳极连接，布线62直接与受光部16的阴极连接。当在基板11上形 成布线61和布线62后，能够在基板11的第1面上涂敷光透射膜11-1。即，光透射膜11-1 也可以形成在布线61和布线62上。但是，也可以只在基板11的没有配置受光部16以及 布线61和布线62的区域(光透射区域)中选择性地涂敷光透射膜11-1。然后，能够在基板11 (和光透射膜11-1)上形成或者固定反射部18。如图6所示， 在俯视图中，反射部18的外形呈四方形，反射部18的反射面(穹面)与基板11 (光透射膜 11-1)的边界18-1的外形呈圆形。并且，也可以只在边界18-1(圆形)的内部的光透射区 域中选择性地涂敷光透射膜11-1。换言之，也可以只在受光部16接受的光透射的光透射区 域中选择性地涂敷光透射膜11-1。在图6的示例中，发光部14配置在基板11的第2面(例如背面)上。与第1面相 同，光透射膜11-1能够形成在基板11的第2面的没有配置发光部14的区域中。优选光透 射膜11-1至少形成在光透射区域中(发光部14发出的光透射的光透射区域中)。另外，在 图6的示例中，布线63在基板11的端部11-2形成于第1面上，并穿通基板11形成于第2 面上。布线64也在基板11的端部11-2形成于第1面上，并穿通基板11形成于第2面上。 布线63例如通过接合线63-1在第2面侧与发光部14的阴极连接，布线64例如通过接合 线64-1在第2面侧与发光部14的阳极连接。并且，使被夹在反射部18与保护部19之间 的基板11的端部11-2向外部突出，由此能够容易地将连接发光部14和受光部16的布线 取出到外部。图7表示图4所示的红外线截止滤波器19-1的说明图。图7的㈧表示通过没 有附加红外线截止滤波器19-1的保护部19的光的透射特性的一例。图7的(B)表示通过 构成红外线截止滤波器19-1的红外线吸收材料的光的透射特性的一例。参照图7，由于存 在红外线截止滤波器19-1，能够防止被称为活体窗口的700 [nm] 1100 [nm]范围的光(例
8如外部光)进入。另外，红外线截止滤波器19-1也可以防止只有700[nm] 1100[nm]范 围的一部分波长(例如700[nm] 800[nm])的光进入。图8表示基板11的收纳示例。在图8的示例中，基板11能够由挠性基板构成。因 此，基板11的端部11-2能够弯折。基板11在按照图8所示将基板11的端部11-2弯折的 状态下，能够与计算机的母板(例如后面叙述的构成活体信息测定装置的主要基板)82连 接。换言之，通过将基板11弯折，能够提供小型的活体信息检测器。另外，在图8中省略了 光透射膜11-1。并且，也省略了发光部14和受光部16。连接发光部14的布线以及连接受 光部16的布线例如能够按照图6所示形成于基板11上，布线能够通过连接器84将母板82 上的控制电路与发光部14和受光部16连接。基板11被夹在反射部18与保护部19之间，由此反射部18被固定在基板11上。 在由反射部18的反射面和基板11形成的空间中，能够配置发光部14或者受光部16的任 意一方。固定有反射部18的基板11不能局部弯折，而没有固定反射部18的基板11的端 部11-2能够弯折。由于基板11被夹在反射部18与保护部19之间，即使是基板11自身没 有刚性的挠性基板，也能够将发光部14和受光部16安装在基板11上进行支撑。图9表示本实施方式的活体信息检测器的另一种结构示例。如图9所示，活体信 息检测器能够包括反射光的反射部92。在下面的说明中，把反射部92称为第1反射部，把 图1的(A)等的反射部18称为第2反射部。并且，对与上述的结构示例相同的结构标注相 同的标号，并省略其说明。在图9的示例中，当在基板11上形成光透射膜11-1后，配置第 1反射部92和受光部16。在图9的示例中，活体信息检测器包括发光部14、第1反射部92、受光部16以及 第2反射部18。发光部14发出朝向被检查体(例如用户)的被检测部位0的第1光R1、 以及朝向与被检测部位0不同方向(第1反射部92)的第2光R2。第1反射部92反射第 2光R2并将其引导到被检测部位0。受光部16接受第1光Rl和第2光R2由被检测部位 0反射后的、具有活体信息的光R1’、R2’(反射光)。第2反射部18反射来自被检测部位 0的具有活体信息的光R1’、R2’(反射光)并将其引导到受光部16。由于存在第1反射部 92，未直接到达被检查体(用户)的被检测部位0的第2光R2也到达被检测部位0。换言 之，通过第1反射部92到达被检测部位0的光量增加，发光部14的效率提高。因此，活体 信息检测器的检测精度(信噪比)提高。另外，专利文献1公开了与第2反射部18对应的结构(专利文献1的图16的反 射部131)。具体地讲，专利文献1的图16的受光部12通过反射部131接受被检测部位的 反射光。但是，专利文献1没有公开与第1反射部92对应的结构。换言之，在进行本申请 时，本行业人员没有认识到提高专利文献1的图16的发光部11的效率。在图9的示例中，第2光R2进入到被检查体的内部，被检测部位0的反射光R2’ 朝向第2反射部18。活体信息(脉搏数)还反映在被检测部位0的反射光R2’中。在图9 的示例中，第1光Rl在被检查体的表面(皮肤表面)SA部分反射。在被检测部位0位于被 检查体的内部时，活体信息(脉搏数)不能反映在被检查体的表面SA的反射光R1”(直接 反射光)中。在图9的示例中，发光部14具有与被检测部位0相对，发出第1光Rl的第1发 光面14A。并且，发光部14在第1发光面14A的侧面，还具有发出第2光R2的第2发光面14B。在这种情况下，第1反射部92能够具有包围第2发光面14B的壁部，该壁部能够具有 朝向被检测部位0反射第2光R2的第1反射面(对应于图10所示的标号92-2)。另外， 第2光R2不一定从第2发光面14B发出。总之，第1反射面(图10所示的标号92_2)反 射除了从发光部14直接朝向被检测部位0的光之外的光(第2光似)并将其引导到被检 测部位0。第1反射部92的壁部还具有第2反射面(对应于图10的㈧和图10的(C)所 示的标号92-3)，其反射由被检查体的表面反射后的不具有活体信息的光(无效光噪声)， 由此抑制不具有活体信息的光入射到受光部16。另外，保护部19能够确保第1反射部92与被检测部位0之间的间隙(例如Ah2)。 另外，还存在第1反射部92与保护部19之间的间隙(例如Ah2’)。在剖视图中，把与基板11的第1面平行的方向的第1反射部92的长度的最大值 设为W1，把该方向的受光部16的长度的最大值设为W2，则能够满足关系式Wl ^ W2。基板 11透射被检测部位0发出的第1光Rl的反射光R1’等。通过把第1反射部92的长度的最 大值Wl设为受光部16的长度的最大值W2以下，能够增加到达第2反射部18的光量。换 言之，能够将第1反射部92的长度的最大值Wl设定成为使第1反射部92遮挡或者不反射 被检测部位0的反射光R1’。图10表示图9的第1反射部92的结构示例。如图10的㈧所示，第1反射部 92具有支撑发光部14的支撑部92-1、包围发光部14的第2发光面14B的壁部的内壁面 92-2和顶面92-3。另外，在图10中省略了发光部14。在图10的(A)的示例中，第1反射 部92能够在内壁面92-2上使第2光R2反射到被检测部位0(参照图9)，内壁面92_2具有 第1反射面。支撑部92-1的厚度例如是50 [μ m] 1000 [μ m]，壁部(92_3)的厚度例如是 100 [ μ m] 1000 [ μ m] O在图10的(A)的示例中，内壁面92-2具有斜面(92_2)，该斜面(92_2)在俯视图 中越到沿宽度方向(第1方向)远离第1反射部92的中心的位置，越沿高度方向(与第1 方向正交的方向)向被检测部位0侧位移。图10的(A)的斜面(92-2)在俯视图中形成为 倾斜平面，但也可以是例如图10的(C)所示的弯曲面等斜面。内壁面92-2也可以形成为 倾斜角度不同的多个倾斜平面，或者还可以形成为具有多个曲率的弯曲面。在第1反射部 92的内壁面92-2具有斜面的情况下，该第1反射部92的内壁面92_2能够朝向被检测部 位0反射第2光R2。换言之，该第1反射部92的内壁面92-2的斜面可以称为提高发光部 14的指向性的第1反射面。在这种情况下，到达被检测部位0的光量进一步增加。另外， 例如也可以按照图10的⑶所示省略图10的(A)、图10的(C)的顶面92-3。在第1反射 部92具有顶面92-3的情况下，能够使被检查体的表面SA的反射光Rl” (直接反射光)反 射到被检测部位0或者其周围，抑制该反射光R1”到达受光部16 (参照图9)。S卩，图10的 (A)、图10的(C)的顶面92-3可以称为第2反射面，其反射将要到达第2反射部18和受光 部16的直接反射光(广义上是噪声)，减少噪声。另外，在图10中，利用标号92-4表示的 范围作为镜面部发挥作用。在图9的示例中，第1反射部92也可以把规定与被检查体的表面SA之间的最短 距离的发光部14的面(例如第1发光面14A)作为基准，朝向被检测部位0突出例如给定 的高度Δ hi (例如Ahl = 50 [μ m] 950 [μ m])。换言之，第1反射部92与被检查体的表面SA之间的间隙(例如Ah2 = AhO-Ahl = 200[ μ m] 1200[ μ m])，比发光部14与被 检查体的表面SA之间的最短距离即间隙(例如AhO= Ahl+Ah2)小。因此，由于存在例 如距发光部14的突出量Ahl，第1反射部92的第1反射面(92-2)的面积增加，能够增加 到达被检测部位0的光量。并且，被检测部位0的反射光由于存在第1反射部92与被检查 体的表面SA之间的间隙Δ h2，能够确保光从被检测部位0到达第2反射部18的光路。并 且，在第1反射部92具有第2反射面(92- 的情况下，通过调整Ahl、Ah2，能够分别调 整具有活体信息的光(有效光)和不具有活体信息的光(无效光噪声)入射到受光部16 的量，由此能够进一步提高信噪比。图11表示图9的第1反射部92和发光部14在俯视图中的外观示例。在图11的 (A)的示例中，在(例如图9的被检测部位0—侧的)俯视图中，第1反射部92的外周呈圆 形，圆的直径例如是直径200[μ m] 11000[μπι]。在图11的(A)的示例中，第1反射部 92的壁部(92-2)包围发光部14 (参照图9、图10的(A))。另外，第1反射部92的外周在 俯视图中例如也可以呈现图11的(B)所示的四方形(狭义上是正方形)。并且，在图11的 示例中，在(例如图9的被检测部位0—侧的)俯视图中，发光部14的外周呈四方形(狭 义上是正方形)，正方形的一条边例如是100 [ μ m] 10000 [ μ m]。另外，发光部14的外周 也可以呈圆形。第1反射部92自身是利用金属形成的，通过对其表面进行镜面加工，形成反射构 造(狭义上是镜面反射构造)。另外，第1反射部92例如也可以利用树脂形成，并对其表 面进行镜面加工。具体地讲，准备第1反射部92的基底金属，然后对其表面进行例如镀覆。 或者，例如将热塑性树脂填充在第1反射部92的模具(未图示)中进行成形，然后在其表 面蒸镀例如金属膜。在图11的示例中，在(例如图9的被检测部位0—侧的)俯视图中，第1反射部 92除了直接支撑发光部14的区域之外的区域(支撑部92-1的一部分、壁部的内壁面92-2 以及顶面92-3)露出。该露出的区域在图10的(A)的示例中被表示为镜面部92-4。另外， 在图10的(A)的示例中，表示镜面部92-4的虚线位于第1反射部92的内侧，但实际上镜 面部92-4形成于第1反射部92的表面上。在图10的示例中，优选镜面部92-4具有较高的反射率。镜面部92-4的反射率例 如为80 90%以上。并且，镜面部92-4也能够只形成于内壁面92-2的斜面上。在镜面部 92-4不仅形成于内壁面92-2的斜面上还形成于支撑部92-1上的情况下，发光部14的指向 性进一步提高。在镜面部92-4形成于顶面92-3上的情况下，该第1反射部92例如能够按 照图9所示，使被检查体的表面SA的反射光Rl” (直接反射光无效光)反射到被检测部 位0或者其周围，抑制该反射光R1”到达第2反射部18和受光部16。由于发光部14的指 向性提高，并且直接反射光(广义上是噪声)减少，因而活体信息检测器的检测精度提高。图12表示图9的受光部16的外观示例。在图12的示例中，在(例如图9的第2 反射部18—侧的)俯视图中，受光部16的外周呈四方形(狭义上是正方形)，正方形的一 条边例如是100 [ μ m] 10000 [ μ m]。另外，在(例如图9的第2反射部18 —侧的)俯视 图中，第1反射部92的外周呈圆形。第1反射部92的外周也可以呈图11的(B)的示例所 示的四方形(狭义上是正方形)。另外，受光部16的外周也可以呈圆形。在图12的示例中，如线段A-A’所示，在把第1反射部92的长度的最大值设为W1，把受光部16的长度的最大值设为W2时，能够满足关系式Wl ^ W2。图12的使用了线段 A-A’的剖面图对应于图9。在图9的使用了线段B-B’的剖面图中，第1反射部92的长度的 最大值Wl比受光部16的长度的最小值还大。也可以将第1反射部92的长度的最大值Wl 设定为受光部16的长度的最小值以下，但第1反射部92的效率(广义上是发光部14的效 率)减小。在图12的示例中，为了保持发光部14的效率并且遮挡或者不反射反射光R1’， 将第1反射部92的长度的最大值Wl设定为受光部16的长度的最大值W2以下，而且将第 1反射部92的长度的最大值Wl设定为比受光部16的长度的最小值大。图13是图9(或者图1等)所示的第2反射部18的设定位置的说明图。第2反 射部18的反射面例如构成为球面(广义上是穹面)，以使受光部16反射被检测部位0的第 1光Rl的反射光R1’。如图13所示，在剖视图中，第2反射部18的反射面呈圆弧状。圆弧 的半径例如是1000 [ μ m] 15000 [ μ m]。规定球面的圆弧的中心C配置在被检查体的内 部。在被检测部位0位于被检查体的内部的情况下，被检查体的表面SA的反射光R1”(直 接反射光)是不具有活体信息的无效光。在由球面构成第2反射部18的反射面，并将规定 球面的圆弧的中心C设定在被检查体的内部的情况下，本发明者们认识到第2反射部18抑 制被检查体的表面SA的反射光(广义上是噪声)。另外，在图13中，受光部16的受光面与 规定球面的圆弧的中心C的距离利用Ah表示。另外，第2反射部18的反射面也可以构成为抛物面(广义上是穹面)来取代球面。 如图13所示，在剖视图中，第2反射部18的反射面呈圆弧，但也可以是取代圆弧的抛物线。 在图13中，在假定第2反射部18的反射面是抛物面的情况下，把规定抛物面的抛物线的焦 点表示为标号F。规定抛物面的抛物线的焦点F以受光部16的受光面为基准，配置在被检 查体侧。与被检查体的表面SA垂直的光由第2反射部18的反射面(抛物面)反射，并聚 焦于规定抛物面的抛物线的焦点F，因此，通过使焦点F与受光部16的受光面不一致，与垂 直于被检查体的表面SA的光接近的光(例如第1光Rl的反射光Rl’ (有效光))容易聚集 在受光部16的受光面上。第2反射部18例如利用树脂形成，并对其表面(受光部16侧的反射面)进行镜 面加工，由此形成反射构造(狭义上是镜面反射构造)。换言之，第2反射部18能够镜面反 射光而不扩散反射光。在第2反射部18形成镜面反射构造的情况下，该第2反射部18也 能够使受光部16不反射第1光Rl的反射光Rl” (直接反射光)，所述反射光R1”具有与第 1光Rl的反射光R1’的反射角不同的反射角。在这种情况下，活体信息检测器的检测精度 进一步提高。另外，如图13所示，第1光Rl的反射光R1’由于位于被检查体的内部的被检 测部位0成为起点，因此，第1光Rl的反射光R1’的反射角(以与被检查体的表面SA垂直 的直线为基准的反射角)一般较小。另一方面，第1光Rl的反射光R1”由于被检查体的表 面SA成为起点，因此，第1光Rl的反射光R1” 一般较大。可是，专利文献1的图16公开了反射部131，根据专利文献1的第0046段、第0059 段、第0077段，反射部131形成扩散反射构造，通过提高反射率来提高受光部12的效率。但 是，在本申请时，本行业人员没有认识到专利文献1的反射部131使受光部12还反射直接 反射光(广义上是噪声)。换言之，本发明者们认识到从受光信号中减少起因于直接反射光 的噪声分量，由此提高受光部的效率。换言之，本发明者们认识到在第2反射部18形成镜 面反射构造的情况下，活体信息检测器的检测精度进一步提高。
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图14是图13等的第2反射部18的设定位置与受光部16的受光量的关系图。如 图14所示，随着受光部16的受光面与规定球面的圆弧的中心C的距离Ah增大，被检查体 的表面SA的直接反射光(广义上是例如与反射光R1”对应的噪声)减少，而被检测部位0 的反射光(广义上是例如与反射光R1’对应的活体信息)增加后减少。因此，能够优化Ah 的位置。在第2反射部18的反射面是抛物面的情况下，受光部16的受光面与规定抛物面 的抛物线的焦点F的距离也能够得到优化。2.活体信息测定装置图15是具有图1等的活体信息检测器的活体信息测定装置的外观示例。如图15 的(A)所示，例如，图1的活体信息检测器还具有能够将活体信息检测器安装在被检测体 (用户)的腕部(狭义上是手腕)上的腕带150。在图15的(A)的示例中，活体信息是脉搏 数，例如指示为“72”。另外，活体信息检测器被装配在手表中，并指示时刻(例如上午8时 15分)。另外，如图15的⑶所示，在手表的后盖设有开口部，例如在开口部露出图1的保 护部19。在图15的(B)的示例中，第2反射部18和受光部16被装配在手表中。在图15 的(B)的示例中省略了第1反射部92、发光部14、腕带150等。图16表示活体信息测定装置的结构示例。活体信息测定装置具有图1等的活体 信息检测器、和根据在活体信息检测器的受光部16生成的受光信号来测定活体信息的活 体信息测定部。如图16所示，活体信息检测器能够具有发光部14、受光部16以及发光部 14的控制电路161。活体信息检测器还能够具有受光部16的受光信号的放大电路162。并 且，活体信息检测器能够具有对受光部16的受光信号进行A/D转换的A/D转换电路163、和 计算脉搏数的脉搏数计算电路164。活体信息测定部还能够具有显示脉搏数的显示部165。活体信息检测器能够具有加速度检测部166，活体信息测定部还能够具有对加速 度检测部166的受光信号进行A/D转换的A/D转换电路167、和对数字信号进行处理的数 字信号处理电路168。活体信息测定装置的结构示例不限于图16。图16的脉搏数计算电 路164例如可以是装配活体信息检测器的电子设备的微处理单元(MPU =Micro Processing Unit)。图16的控制电路161驱动发光部14。控制电路161例如是恒流电路，通过保护电 阻向发光部14提供给定的电压(例如6[V])，并使流向发光部14的电流保持为给定的值 (例如2[mA])。另外，控制电路161能够间歇地(例如以128[Hz])驱动发光部14，以便降 低消耗电流。控制电路161例如形成于图8的母板82上，控制电路161与发光部14的布 线例如形成于图1的基板11上。图16的放大电路162能够从在受光部16生成的受光信号(电流)中去除直流分 量，只抽取交流分量，将该交流分量放大，生成交流信号。放大电路162例如通过高通滤波 器来去除给定频率以下的直流分量，例如通过运算放大器来缓冲交流分量。另外，受光信号 包括脉动分量和体动分量。放大电路162或者控制电路161能够向受光部16提供用于使受 光部16例如以逆向偏置进行动作的电源电压。在间歇地驱动发光部14的情况下，受光部 16的电源也是被间歇地提供的，并且交流分量也被间歇地放大。放大电路162例如形成于 图8的母板82上，放大电路162与受光部16的布线例如形成于图1的基板11上。并且， 放大电路162也可以在高通滤波器的前级具有将受光信号放大的放大器。在放大电路162 具有放大器的情况下，放大器例如形成于图6的基板11的端部11-2。
图16的A/D转换电路163把在放大电路162生成的交流信号转换为数字信号(第 1数字信号)。图16的加速度检测部166例如检测三轴(X轴、Y轴、Z轴)的重力加速度， 并生成加速度信号。身体(手腕)的运动即活体信息测定装置的动作反映在加速度信号中。 图16的A/D转换电路167把在加速度检测部166生成的加速度信号转换为数字信号(第 2数字信号)。图16的数字信号处理电路168使用第2数字信号，去除或者降低第1数字信号的 体动分量。数字信号处理电路168例如能够由HR滤波器等自适应滤波器构成。数字信号 处理电路168将第1数字信号和第2数字信号输入到自适应滤波器，生成去除或者降低了 噪声后的滤波器输出信号。图16的脉搏数计算电路164例如通过高速傅立叶转换(广义上是扩散傅立叶转 换)，对滤波器输出信号进行频率分析。脉搏数计算电路164根据频率分析的结果，特定表 示脉动分量的频率，计算脉搏数。另外，以上对本实施方式进行了详细说明，但本行业人员能够容易理解可以实现 实体上不脱离本发明的新事项及效果的许多变形。因此，这种变形例全部包含于本发明的 范围中。例如，在说明书或者附图中，至少一次与更广义或者同义的不同用语一起记载的用 语，在说明书或者附图的任何位置都能够置换成该不同的用语。
权利要求
1.一种活体信息检测器，其特征在于，该活体信息检测器具有 发光部，其发出朝向被检查体的被检测部位的光；受光部，其接受所述发光部发出的光被所述被检测部位反射后的、具有活体信息的光；反射部，其反射所述发光部发出的光或者所述具有活体信息的光； 保护部，其保护所述发光部或者所述受光部；以及基板，其被夹在所述反射部与所述保护部之间，所述发光部配置在所述反射部或者所 述保护部的任意一侧，而且所述受光部配置在所述反射部或者所述保护部的任意另一侧，所述保护部具有与所述被检查体的接触面，所述保护部由对于所述发光部发出的光的 波长透明的材料构成，所述基板由对于所述发光部发出的光的波长透明的材料构成。
2.根据权利要求1所述的活体信息检测器，其特征在于，所述基板具有与光透射区域对应的第1面以及与所述第1面相对的第2面， 在所述第1面以及所述第2面中的至少一个面上形成有光透射膜。
3.根据权利要求2所述的活体信息检测器，其特征在于，所述光透射膜选择性地透射 所述发光部发出的光。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的活体信息检测器，其特征在于， 所述反射部固定在所述基板上，所述基板是挠性基板，所述基板的端部能够弯折。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的活体信息检测器，其特征在于，该活体信息 检测器还具有红外线截止滤波器。
6.根据权利要求1 5中的任意一项所述的活体信息检测器，其特征在于，该活体信息 检测器还具有能够将所述活体信息检测器安装在所述被检查体的腕部上的腕带。
7.一种活体信息测定装置，其特征在于，该活体信息测定装置具有 权利要求1 6中的任意一项所述的活体信息检测器；以及根据所述受光部中生成的受光信号测定所述活体信息的活体信息测定部。
8.根据权利要求7所述的活体信息测定装置，其特征在于，所述活体信息是脉搏数。
全文摘要
本发明提供能够容易装配的活体信息检测器和活体信息测定装置等。活体信息检测器具有发光部，其发出朝向被检查体的被检测部位的光；受光部，其接受发光部发出的光在被检测部位反射后的、具有活体信息的光；反射部，其反射发光部发出的光或者具有活体信息的光；保护部，其保护发光部或者受光部；以及基板，其被夹在反射部与保护部之间，发光部配置在反射部或者保护部的任意一侧，而且受光部配置在反射部或者保护部的任意另一侧。保护部具有与被检查体的接触面，保护部由对于发光部发出的光的波长透明的材料构成，基板由对于发光部发出的光的波长透明的材料构成。
文档编号A61B5/1455GK102113883SQ20111000067
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月4日 优先权日2010年1月5日
发明者宫坂英男, 山下秀人, 饭岛好隆 申请人:精工爱普生株式会社