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：
活体信息测定装置例如测定人的脉搏数、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相组 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(广义上指活体信息测定装置)，脉搏计的受光部 (例如专利文献1的图16的受光部12)通过漫反射面(例如专利文献1的图16的反射部 131)，接收被检测部位的反射光(例如专利文献1的图16的虚线)。对于专利文献1的光 探头1而言，在平面视图中，发光部11与受光部12重叠，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，在 反射部131的内部填充有透明材料142。对于这种结构而言，在发光部11与被检测部位之 间存在规定的距离，活体信息检测器的检测精度不好。
发明内容
根据本发明的几个方式，可提供能够提高检测精度或测定精度的活体信息检测器 和活体信息测定装置。本发明的一个方式涉及一种活体信息检测器，其特征在于，该活体信息检测器包 括发光部，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；以及接触部，其由对于所述发光部发出的 光的波长透明的材料构成，具有与所述被检查体之间的接触面以及与所述接触面相对的相 对面，其中，所述发光部安装在所述相对面上。根据本发明的该一个方式，发光部例如通过凸块等连接部件安装在接触部的相对 面上。即，能够缩短发光部与被检查体(例如用户)的被检测部件之间的距离。因此，到达 被检测部位的光量增加，活体信息检测器的检测精度(SN比)提高。并且，在本发明的一个方式中，可以在所述相对面上配置有接至所述发光部的第1 配线，且所述发光部可以安装在所述第1配线的表面上。这样，通过在相对面上配置第1配线，从而可利用例如凸块等连接部件将发光部 安装在第1配线上。能够通过从第1配线供给的电力来使发光部发光。 并且，在本发明的一个方式中，所述发光部发出的光可具有朝向所述被检测部位 的第1光和朝向与所述被检测部位不同的方向的第2光，且该活体信息检测器还可以包括第1反射部，该第1反射部将所述第2光反射到所述被检测部位上。这样，不直接到达被检查体的被检测部位的第2光也借助第1反射部而到达被检 测部位。因此，到达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。并且，在本发明的一个方式中，所述第1反射部可以固定在所述相对面上。这样，能够缩短第1反射部与被检测部位之间的距离。因此，不仅是到达被检测部 位的第1光的光量增加，第2光的光量也增加，活体信息检测器的检测精度提高。并且，在本发明的一个方式中，所述第1反射部可以隔着绝缘部件固定在所述相 对面上。对于在相对面上配置有例如接至发光部的第1配线的情况等，可通过绝缘部件来 保护相对面。并且，在本发明的一个方式中，所述活体信息检测器还可以包括基板，该基板由对 于所述发光部发出的光的波长透明的材料构成，且具有第1面和与所述第1面相对的第2 面，其中，在所述第2面上可以配置有接至所述发光部的第2配线，所述第1配线可以经由 导电部件与所述第2配线电连接。这样，第1配线与第2配线连接。第2配线可以经由导电部件及第1配线向发光 部供给电力。并且，在本发明的一个方式中，该活体信息检测器还可以包括第2反射部，该第2 反射部反射来自所述被检测部位的具有所述活体信息的光而将其引导至所述受光部，所述 受光部可以配置在所述第1面上，所述基板可以配置在所述第2反射部与所述接触部之间。这样，基板配置在第2反射部与接触部之间。因此，即使受光部配置在基板上，也 无需另外设置对基板本身进行支撑的机构，减少了部件数量。并且，基板由对于发光波长透 明的材料构成，因此可将基板配置在从发光部到受光部的光路的途中，没有必要将基板存 放在光路以外的位置、例如反射部的内部。这样，可提供能够容易装配的活体信息检测器。并且，本发明的另一方式涉及一种活体信息测定装置，其特征在于，该活体信息测 定装置包括上述的活体信息检测器；以及活体信息测定部，其根据在所述受光部中生成 的受光信号测定所述活体信息，其中，所述活体信息是脉搏数。根据本发明的该另一方式，能够使用检测精度提高后的活体信息检测器，来提高 活体信息测定装置的测定精度。并且，可以将活体信息测定器应用于脉搏计。
图1 (A)、图1⑶是本实施方式的活体信息检测器的结构例。图2(A)、图2(B)、图2(C)是图I(B)所示的活体信息检测器的平面图。图3(A)、图3(B)是相对于图1的结构例的比较例。图4(A)、图4(B)、图4(C)是图3(B)所示的活体信息检测器的平面图。图5 (A)、图5 (B)是本实施方式的活体信息检测器的其他结构例。图6(A)、图6(B)是接至发光部的配线的说明图。图7是发光部发出的光的强度特性的一例。图8是透过接触部的光的透射特性的一例。图9是透过涂敷有透光膜的基板的光的透射特性的一例。
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图10 (A)、图10 (B)、图10 (C)是第1反射部的结构例。图11(A)、图Il(B)是第1反射部及发光部的外观例。图12 (A)、图12 (B)是包含活体信息检测器的活体信息测定装置的外观例。图13是活体信息测定装置的结构例。标号说明11 基板11A:第 1 面IlB 第 2 面11-1 透光膜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)18-1 边界19 接触部19A 接触面19B 相对面61、62、63、64 配线61-1、63-1、64_1 键合线63-2、64-2:凸块63-3、64-3 绝缘材料63-4、64-4 弹簧(导电部件)61，、63，、64，、63，，、64” 连接焊盘62，连接部92:反射部(第1反射部)92-1 支撑部92-2:内壁面92-3 顶面92-4:镜面部93 粘结剂150 腕带161 控制电路162:放大电路163、167 :A/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
dl、d2 距离
hl、h2 高度
0 被检测部位
Rl 第1光
R2 第2光
R1，、R2，反射光(有效光)
Rl ”直接反射光(无效光)
SA 被检查体的表面
tl、t2 厚度
δ 1 间隙
S2 高度
具体实施例方式下面对实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式并不对权利要求书中记载 的本发明的内容进行不恰当的限定。并且，本实施方式中说明的所有结构不一定是本发明 的必要结构要件。1.活体信息检测器1. 1第1结构例图1(A)、图I(B)表示本实施方式的活体信息检测器的结构例。这里，在图1(A)、 图I(B)中，各部件的尺寸并非准确地表示实际尺寸。S卩，在图1(A)、图I(B)中，为了容易理 解以下的说明而对各部件的尺寸进行了放大或缩小。图1(A)、图I(B)以外的其他附图也是 如此，不一定表示准确的尺寸。如图1 (A)、图1⑶所示，活体信息检测器包括发光部14、受光部16以及接触部 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R1。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)。接触部 19具有与被检查体之间的接触面19A以及与接触面19A相对的相对面19B，接触部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。接触部19可以保护发光 部14。如图KA)所示，发光部14安装在相对面19B上。在图I(A)的例子中，省略了接 至发光部14的配线及接至受光部16的配线，而这些配线例如可如图I(B)所示地来表示。 这里，图I(B)的例子表示与一个剖面对应的剖面图，实际上还存在图I(B)的例子中示出的 配线以外的配线。在图I(B)的例子中，用虚线及白色的圆圈例示出实际上不是处于一个剖 面中的连接焊盘63’及凸块63-2。并且，在图I(B)的例子中，示出了接至发光部14的配 线64的一部分，且配线64具有接至发光部14的连接焊盘64’。接至发光部14的连接焊 盘64’(广义上指接至发光部14的第1配线)配置在相对面19B上，且发光部14安装在接 至发光部14的连接焊盘64’的表面上。在图I(B)的例子中，发光部14例如通过例如凸块 64-2等连接部件而安装在连接焊盘64’的表面(广义上指接触部19的相对面19B)上。由于发光部14安装在相对面19B上，因此能够缩短发光部14与被检查体(例如 用户)的被检测部位0之间的距离。因此，到达被检测部位0的光量增加，活体信息检测器的检测精度(SN比)提高。另一方面，专利文献1的发光部11及受光部12是与基板15 — 起配置在反射部131的内部，并且在反射部131的内部充填有透明材料142。在这样的结构 中，在发光部11与被检测部位之间存在规定的距离，活体信息检测器的检测精度不好。在图I(B)的例子中，连接焊盘64’经由凸块64-2(例如金凸块、焊锡凸块等)，例 如与发光部14的阳极连接。在图I(B)的例子中，由虚线表示的连接焊盘63’经由用白色 圆圈表示的凸块63-2例如与发光部14的阴极连接。在图I(B)的例子中，示出了接至受光 部16的配线的一部分，且示出了接至受光部16的连接焊盘61’。连接焊盘61’经由键合 线61-1例如与受光部16的阳极连接。在图I(B)的例子中，作为接至受光部16的配线的 一部分，例如还示出了与受光部16的阴极连接的连接部62’。连接部62’例如通过粘结剂 (未图示)直接与受光部16的阴极连接。作为导电性粘结剂(广义上指连接部件)，例如 可以采用银膏。如图1(A)、图I(B)所示，活体信息检测器还可以包含反射部18。另外，还可以将 活体信息检测器变形为，该活体信息检测器具有不包含如图1 (A)、图1 (B)所示的反射部18 的结构。反射部18反射具有活体信息的光Rl’(反射光)。反射部18可以在设于发光部 14与受光部16之间的光路上的拱形面上，具有反射面。并且，如图1(A)、图I(B)所示，活体信息检测器还可以包含基板11。基板11具有 第1面IlA和与第1面IlA相对的第2面11B，并且，该基板11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。另外，还可以将活体信息检测器变形为，该活 体信息检测器具有不包含如图1 (A)、图1⑶所示的基板11的结构。在图1㈧的例子和图 1 (B)的例子中，基板11配置在反射部18与接触部19之间，且受光部16处于反射部18侧 而载置在基板11 (狭义上指基板11的第1面11A)上。由于基板11配置在反射部18与接触部19之间，因此，即使受光部16配置在基板 11上，也不需要另外设置用于对基板11本身进行支撑的机构，减少了部件数量。并且，基板 11由对于发光波长透明的材料构成，因此，可以将基板11配置在从发光部14到受光部16 的光路的途中，不需要将基板11存放在光路以外的位置、例如反射部18的内部。这样，能 够提供可容易地进行组装的活体信息检测器。并且，反射部18能够使得到达受光部16或 被检测部位0的光量增加，活体信息检测器的检测精度(SN比)提高。而在专利文献1中，需要将发光部11、受光部12、基板15及透明材料142装配到 反射部131的内部。因此，不容易进行小型的光探头1的组装。并且，根据专利文献1的段 落
，基板15的位于反射部131内部的一侧形成为漫反射面。换言之，专利文献1的 基板15没有必要由透明材料构成。在图1 (A)、图1 (B)的例子中，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、真皮及皮下组织上发生漫射或散射。之后，第1 光Rl到达被检测部位0，且由被检测部位0反射。被检测部位0上的反射光R1’在皮下组 织、真皮及表皮上发生漫射或散射。这里，第1光Rl被血管部分吸收。因此，由于脉搏的影 响，使得血管中的吸收率发生变化，从而被检测部位0处的反射光R1’的光量也发生变化。 这样，活体信息(例如脉搏数)反映在被检测部位0处的反射光R1’中。基板11的厚度例如为10[μ m] 1000[μ m]。在基板11上可形成接至发光部14 的配线以及接至受光部16的配线。基板11例如是印刷基板，但一般而言，印刷基板是像例如专利文献1的基板15那样不是由透明材料构成的。换言之，本发明的发明人大胆采用了 这样的结构，即印刷基板由至少对于发光部14的发光波长透明的材料构成。接触部19的 厚度例如为1 [ μ m] 1000 [ μ m]。活体信息检测器的结构例不限于图1 (A)、图1 (B)所示的结构，也可以变更结构例 的一部分(例如受光部16)的形状等。并且，活体信息可以是血液中的氧饱和度、体温、心 律数等，被检测部位0可以位于被检查体的表面SA。在图1(A)、图I(B)的例子中，将第1 光Rl描绘为1条线，但实际上，发光部14是向各个方向发出许多的光。发光部14例如是LED，由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(广义上指峰值)，例如发出绿色的光。发光部14的厚度例如为 20[μπι] 1000[μπι]。受光部16例如是光电二极管，通常可由Si光电二极管构成。受 光部16的厚度例如为20[μπι] 1000 [ μ m]。Si光电二极管所接受的光的波长例如在 800[nm] 1000[nm]的范围内具有敏感度的最大值(广义上指峰值)。优选受光部16由 GaAsP光电二极管构成，GaAsP光电二极管所接受的光的波长例如在550 [nm] 650 [nm] 的范围内具有敏感度的最大值(广义上指峰值)。活体(水或血红蛋白)容易使包含在 700[nm] 1100[nm]的范围内的红外线透过，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，能够减小因外光引起的噪声成分。图2(A)、图2(B)、图2(C)示出了图I(B)所示的活体信息检测器的平面视图。图 2(A)对应于受光部16侧的平面视图，图2 (B)对应于发光部14侧的平面视图，图2(C)对应 于包含受光部16及发光部14的遮光区域。另外，图2(A)、图2(C)仅示出了具有活体信息 的光Rl’ (反射光)朝向基板11进行照射的照射区域，照射区域例如可以由反射部18的反 射面(在图1(A)、图I(B)的例子中为拱形面)与基板11之间的边界18-1来规定。边界 18-1的外形例如呈圆形。如图2㈧所示，在(例如图I(B)的受光部16侧的)平面视图中，在基板11上形 成有用于与受光部16的阳极(广义上指电极)连接的配线61。并且在基板11上还形成有 用于与受光部16的阴极(广义上指电极)连接的配线62。在图2(A)的例子中，配线61具 有接至受光部16的连接焊盘61，和键合线61-1，配线61的连接焊盘61，通过键合线61_1 与受光部16的阳极连接。在图2(A)的例子中，配线62具有与受光部16的阴极连接的连 接部62，。如图2(B)所示，在(例如图I(B)的发光部14侧的)平面视图中，在接触部19 (狭 义上指相对面19B)上形成有用于与发光部14的阴极连接的配线63。并且，在接触部19 (狭 义上指相对面19B)上还形成有用于与发光部14的阳极连接的配线64。在图2(B)的例子 中，配线63具有接至发光部14的连接焊盘63’和凸块63-2，且配线63的连接焊盘63’经 由凸块63-2与发光部14的阴极连接。并且，配线63可以包含连接焊盘63”。在图2(B) 的例子中，配线64具有接至发光部14的连接焊盘64’和凸块64-2，且配线64的连接焊盘 64’经由凸块64-2与发光部14的阳极连接。并且，配线64可以包含连接焊盘64”。这里，接至发光部14的配线63及配线64、以及接至受光部16的配线61及配线 62的结构例不限定于图2 (A)、图2 (B)。例如，配线61的连接焊盘61’的形状也可以不是图 2(A)中所示的圆形，而是例矩形、椭圆、多边形等其他形状。并且，例如配线63的连接焊盘 63’、63”的形状也可以不是图2(B)所示的矩形，而是例如圆形、椭圆、多边形等其他形状。而且，在图2(A)的例子中，受光部16是在底面上具有阴极，但也可以像阳极那样，在正面具 有阴极。例如，如图KA)所示，在具有活体信息的光R1’(反射光)朝向基板11的情况 下，具有活体信息的光R1’(反射光)到达接触部19的相对面19B。如图2(B)所示，在存 在接至发光部14的配线63及配线64的情况下，至少配线63及配线64将具有活体信息的 光R1’(反射光)遮断或反射，形成遮光区域。并且，即使在具有活体信息的光R1’(反射 光)进入到基板11的内部的情况下，如图2(A)所示，当存在接至受光部16的配线61及配 线62时，配线61及配线62也将抑制具有活体信息的光Rl’ (反射光)从基板11的内部射 出到外部。这样，配置有配线61、配线62、配线63及配线64的接触部19及基板11的遮光 区域抑制了具有活体信息的光R1’(反射光)到达反射部18。换言之，具有活体信息的光 R1’(反射光)能够透过除了接触部19及基板11的遮光区域以外的基板11的区域。图2(C)表示照射区域中的遮光区域，且在图2(C)的例子中，用黑色来描绘遮光区 域。如图2(C)所示，在平面视图中，可以由图2(A)中的配线61 (包含连接焊盘61’及键合 线61-1)和配线62 (包含连接部62’)、以及图2 (B)中的配线63 (包含连接焊盘63’及凸 块63- 和配线64 (包含连接焊盘64’及凸块64- 来规定遮光区域。1.2比较例图3(A)、图3(B)表示相对于图1的结构例的比较例。并且，对与上述结构例相同 的结构标注相同的符号，并省略其说明。另外，图3(A)、图3(B)的例子虽然是比较例，但也 是新颖的结构。在图3(A)的例子中，发光部14配置在基板11的第2面IlB上。具体地讲， 如图3(B)所示，接至发光部14的连接焊盘64’(广义上指接至发光部14的第1配线)配 置在第2面IlB上，且连接焊盘64’经由键合线64-1例如与发光部14的阳极连接。在图3(A)中，与被检测部位0相对且发出第1光Rl的第1发光面14A与被检查 体的表面SA之间的距离用d2来表示。在图I(A)中，用dl表示第1发光面14A与被检查 体的表面SA之间的距离。在图I(A)的例子中，由于发光部14安装在相对面19B上，因此 dl < d2。因此，发光部14与被检测部位0之间的距离短，因而到达被检测部位0的光量增 加，活体信息检测器的检测精度(SN比)提高。如图3(B)所示，在发光部14配置在基板11的第2面IlB上的情况下，需要使用 键合线64-1。键合线64-1配置在连接焊盘64’与发光部14的阳极之间，如图3 (B)所示， 键合线64-1描绘成弧状，并且用δ 2表示键合线64-1 (弧)的高度或深度。δ 2例如是 120[μπι]。并且，为了使接触部19不破坏键合线64-1，在图3(B)中，用δ 1表示间隙。δ 例如为300[μπι]。当考虑键合线64-1的制造误差及基板11的偏差时，无法使δ 成为零。因此，图3(B)所示的接触部19的厚度t2比图I(B)所示的接触部19的厚度tl 大。由此，图3 (A)所示的活体信息检测器的高度h2也比图1 (B)所示的活体信息检测器的 高度hi大。换言之，在图1(A)、图I(B)的例子中，能够使活体信息检测器小型化。图4(A)、图4(B)、图4(C)表示图3(B)所示的活体信息检测器的平面图。图4(A) 对应于受光部16侧的平面视图，图4(B)对应于发光部14侧的平面视图，图4(C)对应于包 含受光部16及发光部14的遮光区域。并且，对与上述结构例相同的结构标注相同的符号， 并省略其说明。虽然图4(A)与图2(A) —致，但在图4(B)的例子中，配线63具有接至发光 部14的连接焊盘63’和键合线63-1，配线63的连接焊盘63’经由键合线63_1与发光部
914的阴极连接。在图4(B)的例子中，配线64具有接至发光部14的连接焊盘64’和键合线 64-1，且配线64的连接焊盘64’经由键合线64-1与发光部14的阳极连接。由于图4 (B)中的连接焊盘63，及连接焊盘64 ’是在发光部14的外侧分别与键合 线63-1及键合线64-1连接，因此图2 (C)所示的遮光区域比图4 (C)所示的遮光区域小。因 此，在图2(C)的例子中，具有活体信息的光R1’(反射光)容易到达受光部14，活体信息检 测器的检测精度(SN比)提高。1.3第2结构例图5(A)、图5(B)表示本实施方式的活体信息检测器的其他结构例。图5(A)是对 应于与图I(B)的剖面相同的剖面的剖面图，图5(B)是与其他的剖面对应的剖面图。并且， 对与上述结构例相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。如图5(A)、图5(B)所示，活体 信息检测器还可以包含反射部92。另外，在将反射部92称为第1反射部的情况下，可以将 反射部18称为第2反射部。在图5(A)、图5(B)的例子中，第1反射部92固定在接触部19 的相对面19B上。第1反射部92例如可以用粘结剂93来固定。如图5㈧所示，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Rl以及朝向与被检测部位0不同的方向(第1反射部92)的第2光R2。第1反射部92 对第2光R2进行反射而将其引导至被检测部位0。受光部16接受由被检测部位0对第1 光Rl及第2光R2进行反射后的、具有活体信息的光R1’、R2’(反射光有效光)。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)而将其引导至受 光部16。由于第1反射部92的存在，使得不直接到达被检查体(用户)的被检测部位0的 第2光R2也能到达被检查部位0。换言之，通过第1反射部92，使得到达被检测部位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(SN比)提高。这里，专利文献1揭示了与第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经由反射部131接收被检测部位处 的反射光。但是，专利文献1没有揭示与第1反射部92对应的结构。换言之，在本申请的 申请时，本领域技术人员尚未认识到提高专利文献1的图16的发光部11的效率。如图5 (A)、图5⑶所示，可以在基板11的第1面(例如正面)上形成透光膜11_1。 另外，透光膜11-1也可以形成在与第1面相对的第2面(例如背面)上(参照图6(A)、图 6(B))。并且，透光膜11-1可形成在配置有例如连接焊盘61’、连接部62’等的基板11的遮 光区域以外的基板11的透光区域(照射区域)中。透光膜11-1例如可由阻焊剂(广义上 指抗蚀剂)构成。图6(A)、图6(B)表示接至发光部14的配线的说明图。图6 (A)对应于图5 (B)，图 6(B)是对应于与图6(A)的剖面不同的剖面的剖面图。并且，对与上述的结构例相同的结 构标注相同的符号，并省略其说明。如图6 (A)所示，在基板11的第2面1IB上配置有配线 64 (接至发光部14的第2配线)的情况下，配置在接触部19的相对面19B上的配线64 (接 至发光部14的第1配线)经由导电部件与配置在基板11的第2面IlB上的配线64(接至 发光部14的第2配线)电连接。在图6(A)的例子中，导电部件例如是弹簧64-4，例如通 过对弹簧实施镀金，使得弹簧64-4具有导电性。导电部件例如也可以是导电性橡胶。在图 6(B)的例子中，配置在接触部19的相对面19B上的配线63 (接至发光部14的第1配线) 经由导电部件(例如弹簧63-4、导电性橡胶等)与配置在基板11的第2面IlB上的配线64(接至发光部14的第2配线)电连接。在图6(B)的例子中，发光部14经由凸块63-2安 装在配线63 (接至发光部14的第1配线)的表面上。另外，如图5(B)所示，在第1反射部92固定在配线64上的情况下，有时还存在粘 结剂93的厚度很薄的情况。因此，为了保护配线64(接至发光部14的配线)(广义上指 相对面19B)，如图6(A)所示，可以在配线64上配置绝缘部件64-3。并且，为了保护配线 63 (接至发光部14的配线)(广义上指相对面19B)，如图6 (B)所示，可以在配线63上配置 绝缘部件63-3。这样，第1反射部92隔着绝缘部件63-3、64-3固定在相对面19B上。绝缘 部件63-3、64-3与透光膜11-1同样，例如可以由阻焊剂(广义上指抗蚀剂)构成。可以对图5(A)、图5(B)、图6(A)、图6(B)所示的基板11的第1面IlA及第2面 IlB进行粗糙加工，使得基板11上的配线63、64不会发生脱落。因此，通过在第1面IlA及 第2面IlB中的至少一方上形成透光膜11-1，从而将透光膜嵌入到基板11的表面的粗糙面 中，提高了基板11整体的平坦性。换言之，由于基板11上的透光膜11-1是平坦的，因此在 光透过基板11时，能够减小光在基板11的粗糙的表面上的漫射。换言之，由于存在透光膜 11-1，因此基板11的透射率提高。因此，到达被检测部位0的光量增加，进一步提高了活体 信息检测器的检测精度。另外，透光膜11-1的折射率优选处于空气的折射率与基板11的折射率之间。进 一步讲，透光膜11-1的折射率优选比空气的折射率更接近基板11的折射率。此时，能够减 小界面上光的反射。图7表示发光部14发出的光的强度特性的一例。在图7的例子中，具有520[nm] 的波长的光的强度呈现出最大值，利用该强度对具有其他波长的光的强度进行归一化。并 且，在图7的例子中，发光部14发出的光的波长的范围为470 [nm] 600[nm]。图8表示透过接触部19的光的透射特性的一例。如图8所示，例如，发光部14发 出的呈现出图7的强度最大值的光的波长(520[nm])的透射率为50[%]以上。另外，虽未 给出透过基板11自身的光的透射特性的例子，但与图8的透射特性同样，与520[nm]的波 长对应的基板11的透射率例如可以设定为50[%]以上。接触部19及基板11可以由对于 发光部14发出的光Rl的波长透明的材料构成。图9表示透过涂敷有透光膜11-1的基板11的光的透射特性的一例。在图9的例子 中，使用透射过基板11之前的光的强度和透射过基板11之后的光的强度，来计算透射率。 在图9的例子中，在作为活体窗口下限的700[nm]以下的波长区域中，具有525[nm]波长的 光的透射率示出最大值。或者，在图9的例子中，在作为活体窗口下限的700[nm]以下的波 长区域中，透过透光膜11-1的光的透射率的最大值处于例如图7所示的、发光部14发出的 光的波长的强度的最大值的士 10%以内的范围内。这样，优选透光膜11-1选择性地使发光 部14发出的光(例如图KA)中的第1光Rl (狭义上指第1光Rl的反射光R1’ ))透过。 由于存在透光膜11-1，因此基板11的平坦性提高，并且能够在一定程度上防止发光部14或 受光部16的效率下降。另外，如图9的例子所示，例如在可见光区域中，在具有525[nm]波 长的光的透射率示出最大值(广义上指峰值)的情况下，透光膜11-1例如呈现为绿色。图10 (A)、图 10 (B)、图 10 (C)表示图 5 (A)、图 5 (B)、图 6 (A)、图 6 (B)中的第 1 反 射部92的结构例。如图10(A)所示，第1反射部92可以具有支撑发光部14的支撑部 92-1 ；以及围绕发光部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(A) 图10(C)中，省略了发光部14。在图10㈧的例子中，第1反射部92可以在内壁面 92-2上将第2光R2反射到被检测部位0 (参照图5 (A))，在内壁面92_2上具有第1反射面。 支撑部92-1的厚度例如为50 [μ m] 1000 [μ m]，壁部(92-3)的厚度例如为100 [ μ m]
1000[μm]ο在图10的(A)的例子中，内壁面92-2具有斜面(92_2)，在剖视图中，对于该斜面 (92-2)中的位置，在宽度方向(第1方向)上离第1反射部92的中心越远，在高度方向 (与第1方向垂直的方向)上越向被检测部位0侧移动。图10(A)的斜面(92-2)在剖视图 中形成为倾斜平面，但也可以是例如图10(C)所示的弯曲面等斜面。内壁面92-2也可以由 倾斜角度不同的多个倾斜平面形成，或者还可以由具有多个曲率的弯曲面形成。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可朝向被检测 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的斜面可以说是提高了发 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。并 且，例如图10(B)所示，也可以省略图10(A)、图10(C)的顶面92-3。另外，在图10(A) 图 10(C)中，符号92-4所示的范围作为镜面部发挥功能。图11 (A)、图11⑶表示图5 (A)、图5 (B)、图6 (A)、图6 (B)的第1反射部92及发光 部14在平面视图中的外观例。在图Il(A)的例子中，(例如图5(A)的被检测部位0侧的) 平面视图中，第1反射部92的外周呈圆形，且圆的直径例如为200 [μ m] 11000[μπι]。在 图11的㈧的例子中，第1反射部92的壁部(92-2)围着发光部14 (参照图5(A)、图10的 (A))。另外，第1反射部92的外周在平面视图中例如也可以如图11⑶所示呈现为四边形 (狭义上指正方形)。并且，在图11(A)、图11⑶的例子中，在(例如图5㈧的被检测部位 0侧的)平面视图中，发光部14的外周呈四边形(狭义上指正方形)，正方形的一边例如为 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自身是由金属形成的，通过对其表面进行镜面加工，从而具有了反 射构造(狭义上指镜面反射构造)。另外，第1反射部92例如也可以由树脂形成，并且也可 以对其表面进行镜面加工。具体地讲，例如制备第1反射部92的底层金属，然后对其表面 进行例如镀覆。或者，例如将热塑性树脂填充到第1反射部92的模具(未图示)中进行成 形，然后在其表面上蒸镀例如金属膜。在图11(A)、图Il(B)的例子中，在(例如图5(A)的被检测部位0侧的)平面视图 中，第1反射部92的除了直接支撑发光部14的区域以外的区域(支撑部92-1的一部分、 壁部的内壁面92-2以及顶面92- 露出。该露出的区域在图10(A)的例子中被表示为镜 面部92-4。另外，在图10(A)的例子中，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是形成在第1反射部92的表面上。在图10(A)、图10(B)、图10(C)的例子中，优选镜面部92_4具有高反射率。镜面 部92-4的反射率例如为80 90%以上。并且，镜面部92-4可仅形成在内壁面92_2的斜 面上。在镜面部92-4不仅形成在内壁面92-2的斜面上、还形成在支撑部92-1上的情况下， 发光部14的指向性进一步提高。在图5 (A)的例子中，第2光R2进入到被检查体的内部，被检测部位0处的反射光 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处的反射光R2’中。 在图5(A)的例子中，第1光Rl在被检查体的表面(皮肤表面)SA上被部分反射。在被检
12测部位0位于被检查体内部的情况下，活体信息(脉搏数)不能反映在被检查体的表面SA 上的反射光Rl”(直接反射光)中。第2反射部18例如由树脂形成，通过对其表面(受光部16侧的反射面)进行镜 面加工，从而具有反射构造(狭义上指镜面反射构造)。换言之，第2反射部18能够使光发 生镜面反射而不发生漫反射。在第2反射部18具有镜面反射构造的情况下，该第2反射部 18还能够使第1光Rl的反射光Rl，，(直接反射光无效光)不反射到受光部16，上述反射 光Rl”具有与第1光Rl的反射光R1’的反射角不同的反射角(参照图5(A))。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5(A)所示，由于第1光Rl的反射 光R1’的起点为位于被检查体内部的被检测部位0，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，由于第1光 Rl的反射光R1”的起点为被检查体的表面SA，因此，第1光Rl的反射光R1”的反射角一般 较大。这里，专利文献1的图16公开了反射部131，根据专利文献1的段落
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，反射部131具有漫反射构造，并且通过提高反射率来提高受光部12的效 率。但是，在本申请的申请时，本领域技术人员尚未认识到在专利文献1的反射部131中， 直接反射光(广义上指噪声)也会反射到受光部12。换言之，本发明的发明人认识到通 过从受光信号中降低因直接反射光引起的噪声成分，能够提高受光部的效率。换言之，本发 明的发明人认识到在第2反射部18具有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。2.活体信息测定装置图12(A)、图12(B)是包含图1 (A)、图5 (A)等中的活体信息检测器的活体信息测 定装置的外观例。如图12(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 测器安装在被检查体(用户)的腕部(狭义上指手腕)上的腕带150。在图12(A)的例子 中，活体信息是脉搏数，例如显示为“72”。另外，活体信息检测器被装配在手表中，示出了时 刻(例如上午8时15分)。另外，如图12(B)所示，在手表的后盖上设有开口部，在开口部 中例如露出图1的接触部19。在图12⑶的例子中，第2反射部18和受光部16被装配在 手表中。在图12(B)的例子中，省略了第1反射部92、发光部14、腕带150等。图13表示活体信息测定装置的结构例。活体信息测定装置具有图1(A)、图5㈧ 等中的活体信息检测器；以及根据在活体信息检测器的受光部16中生成的受光信号来测 定活体信息的活体信息测定部。如图13所示，活体信息检测器可具有发光部14、受光部16 以及发光部14的控制电路161。活体信息检测器还可以具有受光部16的受光信号的放大 电路162。并且，活体信息测定部可以具有对受光部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。活体信息测定部还可以具有显示脉搏数 的显示部165。活体信息检测器可以具有加速度检测部166，活体信息测定部还可以具有对加速 度检测部166的加速度信号进行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例不限于图13。图13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MPU (Micro Processing Unit)。图13的控制电路161对发光部14进行驱动。控制电路161例如是恒流电路，经由保护电阻向发光部14提供给定的电压(例如6 [V])，并将流过发光部14的电流保持为给 定的值(例如2[mA])。另外，控制电路161可间歇地(例如以128[Hz])驱动发光部14，以 降低消耗电流。控制电路161例如形成于主板上，控制电路161与发光部14之间的配线例 如形成于图6(A)、图6(B)的基板11及接触部19上。图13的放大电路162可从由受光部16生成的受光信号(电流)中去除直流成分， 而仅提取交流成分，并对该交流成分进行放大，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成分，例如通过运算放大器对交流成分进行缓冲。另外， 受光信号包括脉动成分和体动成分。放大电路162或者控制电路161可向受光部16提供用 于使受光部16例如以反向偏置状态工作的电源电压。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，并且交流成分也是被间歇地放大的。放大电路162 例如形成于主板上，放大电路162与受光部16之间的配线例如形成在图5 (A)、图5 (B)的基 板11上。并且，放大电路162还可以在高通滤波器的前级具有对受光信号进行放大的放大 器。在放大电路162具有放大器的情况下，放大器例如形成在基板11上。图13的A/D转换电路163将在放大电路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轴及Z轴)的加速度，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 13的A/D转换电路167将在加速度检测部166中生成的加速度信号转换为数字信号(第2 数字信号)。图13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 体动成分。数字信号处理电路168例如可由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中，生成去除或者降低了 噪声后的滤波器输出信号。图13的脉搏数计算电路164例如通过高速傅立叶变换(广义上指扩展傅立叶变 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，确定示 出脉动成分的频率，计算脉搏数。需要说明的是，虽然已如上地对本实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员 能够容易理解到，可以在实质上不脱离本发明的新颖事项及效果的情况下实现许多变形。 因此，这样的变形例全部包含在本发明的范围中。例如，在说明书或附图中，对于不止一次 与更广义或同义的不同用语一起记载的用语，在说明书或附图的任何位置都可将其置换成 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，该活体信息检测器包括 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；以及接触部，其由对于所述发光部发出的光的波长透明的材料构成，具有与所述被检查体 之间的接触面以及与所述接触面相对的相对面， 其中，所述发光部安装在所述相对面上。
2.根据权利要求1所述的活体信息检测器，其特征在于， 在所述相对面上配置有接至所述发光部的第1配线， 所述发光部安装在所述第1配线的表面上。
3.根据权利要求1或2所述的活体信息检测器，其特征在于，所述发光部发出的光具有朝向所述被检测部位的第1光和朝向与所述被检测部位不 同的方向的第2光，该活体信息检测器还包括第1反射部，该第1反射部将所述第2光反射到所述被检测 部位上。
4.根据权利要求3所述的活体信息检测器，其特征在于， 所述第1反射部固定在所述相对面上。
5.根据权利要求4所述的活体信息检测器，其特征在于， 所述第1反射部隔着绝缘部件固定在所述相对面上。
6.根据权利要求2所述的活体信息检测器，其特征在于，该活体信息检测器还包括基板，该基板由对于所述发光部发出的光的波长透明的材料 构成，具有第1面和与所述第1面相对的第2面，其中，在所述第2面上配置有接至所述发光部的第2配线， 所述第1配线经由导电部件与所述第2配线电连接。
7.根据权利要求6所述的活体信息检测器，其特征在于，该活体信息检测器还包括第2反射部，该第2反射部反射来自所述被检测部位的具有 所述活体信息的光而将其引导至所述受光部， 所述受光部配置在所述第1面上， 所述基板配置在所述第2反射部与所述接触部之间。
8.一种活体信息测定装置，其特征在于，该活体信息测定装置包括 权利要求1至7中任意一项所述的活体信息检测器；以及活体信息测定部，其根据在所述受光部中生成的受光信号测定所述活体信息，其中，所 述活体信息是脉搏数。
全文摘要
本发明提供活体信息检测器和活体信息测定装置，它们能够提高检测精度或测定精度。该活体信息检测器包括发光部(14)，其发出朝向被检查体的被检测部位(O)的光(R1)；受光部(16)，其接受所述发光部(14)发出的光(R1)被所述被检测部位(O)反射后的、具有活体信息的光(R1’)；以及接触部(19)，其由对于所述发光部(14)发出的光(R1)的波长透明的材料构成，并具有与所述被检查体之间的接触面(19A)和与所述接触面(19A)相对的相对面(19B)。所述发光部(14)安装在所述相对面(19B)上。
文档编号A61B5/0245GK102144920SQ20111003516
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月10日
发明者佐藤茂美, 山下秀人, 饭岛好隆 申请人:精工爱普生株式会社