传感器装置的制作方法

专利名称：传感器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物光计测装置用的传感器装置，特别涉及一种用于计测 生物体内局部的血液动态变化的合适的生物光计测装置用的传感器装置。
技术背景作为生物光计测装置，已知有称为光表面形态测量装置的计测装置。这种 装置安装有配置了多个具有光照射/检测部的传感器主体的传感器装置，并使 各传感器主体与计测部位，例如，头部紧贴，从各传感器主体照射近红外线以 进行计测。现有技术的传感器装置的结构为，在与被测者的头部形状吻合并形成了碗 形的由片材构成的壳体部，呈格子状地配置多个传感器主体。每个传感器主体 都能从壳体部取出，在用监视器画面确认了传感器主体因毛发等和头皮的接触 不完全的场合，只能重新安装那部分的传感器主体。这样构成的传感器装置， 在将其安装在被测者的头部的场合，由于被测者头部形状的个体差异和安装部 位的不同，不一定与头部吻合，所以使用时把固定带挂住下巴，将壳体部牢靠 地压紧头部。而且，计测时，具有通过发光用传感器主体向头部的皮下照射通 过各光纤传输来的近红外线，用感光用传感器主体接受其反射光，通过光纤再 送回到计测装置主体的构造。现有技术参照专利文献l一日本特开2001-"6"9号公报。 上述现有技术的传感器装置具有，对壳体部照射光的发光部和检测部交替 地排列成格子状，分别通过光纤向这些发光部和检测部供给光，或通过光纤收 集检测到的检测光的构造。因此，由于在头部安装了该传感器装置的被测者在 头部的周围安装着多条光纤，所以存在妨碍被测者的行动自由度或被测者拥有 不安全感的问题。 发明内容本发明的目的在于提供一种提高检测精度，同时向被测者的安装容易的传 感器装置。为了达到上述目的，本发明的传感器装置的构成包含片状的传感器保持 体，以规定间隔安装在该传感器保持体上的多个发光传感器及多个检测传感 器，把上述传感器保持体保持在生物体表面规定位置的片保持部以及把该片保 持部安装在生物上用的固定带部；上述多个发光传感器及多个检测传感器包含 具有发光单元或检测单元的传感器主体和把该传感器主体可装卸地安装在上 述传感器保持体的规定位置的传感器装置安装部；上述片保持部包围上述传感遮光的遮蔽空间；传感器主体在一端具备具有光传输装置的上述主突起部和在 该主突起部的周围配置的多个副突起部；为了使具有上述主突起部和上述副突 起部的一端在上述遮蔽空间中露出，使另一端在传感器保持体的外侧露出，上 述传感器安装部以上述主突起部为中心可旋转地保持上述传感器主体，而且选 择并保持上述传感器主体向上述遮蔽空间侧的突出量，使其比向传感器保持体 的外侧的突出量更大。若使用本发明，通过具有规定的间隙并遮光的遮蔽空间，能改变传感器主 体的姿势并提高检测精度，同时能使向被检者的安装变得容易。


图l是传感器装置的概略结构图。图2是生物光计测装置的概略结构图。图3是检测传感器的周围构造的展开图。图4是检测传感器的周围构造的展开图。图5是检测传感器的剖面图。图6是检测传感器的外观图。图7是检测传感器的伸缩机构的说明图。图8是检测传感器的旋转状态的说明图。图9是传感器装置的外观图。图IO是检测传感器垂直控制动作的说明图。图ll是传感器装置的头部紧固构造图。图12是表示其它布线片的应用例子的外观图。
图中l一生物光计测装置，IO—生物光计测装置主体，ll一计算机，12 一显示部，13—主体通信部，50—被检者，100—传感器装置，200—传感器保 持体，221—外片，222—内片，223—遮光片，224—开口部，230、 240—布线 片，230a—结线端子，241—基材，242 —支材，243—端部，250—成型物，300 一发光传感器，310—发光传感器主体，311—发光单元，315 —光源部，316 一振荡器，350—发光传感器安装部，400—检测传感器，410—检测传感器主 体，411一检测单元，412—主突起部，413_光纤，414一副突起部，415—检 测部，416—锁定放大器，417—对数放大器，418—信号连接器，419一罩子安 装孔，421 —第一苣体，422 —第二筐体，423—弹簧件，424 —凸缘，425—突 起部，426—外周筐体，427 —凹部，428—把持部，429—固定突起，430—主 筐体，431—缓冲材料部，450—检测传感器安装部，451—结合槽，454 —凸缘 部，500—片保持部，501—遮光空间，502—电路板布置，503—接合槽，550 一差动放大器，551—A/D转换器，552—传感器通信部，560—电源部，600 一固定带部，601—皮带，602—皮带固定部，610—第二固定带部，650—紧固 附件，651—垫圈构件，652—导线保持突起部，653—导线安装部，654—导线， 700—罩子部,701—连接杆,702—缺口部。
具体实施方式
以下，参照图1至图12,具体说明本实施方式的生物光计测装置。该实 施方式的生物光计测装置是脑的某部位活动时，利用为给该部位送氧的血液量 随着活动而增加来计测生物体内局部的血液动态变化的装置。具体地说，从头 皮上照射近红外部光线，通过计测近红外部光线由血液中的血红蛋白引起的散 射，从而计测大脑表面附近的血液量的变化，通过以二维图像对其进行表示等， 能简便地观察脑的工作。这里，所谓近红外部光线，是波长比可见光长的区域 的电磁波。先，参照图1，说明该实施方式的生物光计测装置的传感器装置的概略 结构图。这里，图1是该实施方式的传感器装置的概略结构图。图1 (a)是 传感器装置的外观立体图，图l(b)是图l(a)的A-A虚线部的剖视图，图l(c) 表示传感器的放大剖视图。在图1中，该实施方式的传感器装置IOO的构成包含片状的传感器保持 体200,以规定间隔安装在该传感器保持体200上的多个发光传感器300及多 个检测传感器400,把上述传感器保持体200保持在被检者的头部(检查部位)部600。上述传感器保持体200是叠层包含对信号和电源进行布线的布线片的多 个片材的叠层构件，具有能维持发光传感器300和检测传感器400的姿势的有 柔软性的保持功能，防止外部光线向头部进入的遮光功能和包含对信号和电源 进行布线的布线功能。即，该传感器保持体200在其平面上支撑着交替且矩阵 状配置的多个发光传感器300及多个检测传感器400，并使检测传感器400位 于发光传感器300的左右两侧。另外，该传感器保持体200具有保持上述二种 传感器的姿势的适度的柔软性和强度，同时防止外部光线向检查部位的侵入， 而且也确保与发汗相应的通气性。上述发光传感器300和多个检测传感器400,如图l的下部右侧的放大图 所示具有相同的构造。这里，以检测传感器400的构造为中心说明，对于发光 传感器300,则以与检测传感器400的不同点为中心说明。如图1的下部右侧大放大图所示，检测传感器400由具有检测单元411的述规定位置的检测传感器安装部450构成。另一方面，发光传感器300由具备滋位置的发光传感器安 装部350构成。再有，检测传感器主体410和发光传感器主体310安装有具有 覆盖其露出面的相同构造的罩子部700。此外，该罩子部700为识别其功能也 可以采用不同的色彩。检测传感器主体410和发光传感器主体310在被;险者一侧都具有主突起部 412，并设有连通该主突起部412的前端和检测单元411或发光单元311的光 纤413。并且，在该实施方式中，采用在该主突起部412的周围配置了多个副 突起部414的构造。另外，发光传感器300也同样具有在与被检者50的接触 面60上具备照射用的光纤413的主突起部412，釆用在该主突起部412的周 围配置了多个副突起部414的「由多个点构成的面接触」构造。
另夕卜，4企测传感器主体410和发光传感器'主体310能以主突起部412为中 心可旋转地安装在上述^f企测传感器安装部450或发光传感器安装部350上。若 采用多个副突起部414和旋转构造，能实现被;险者的毛发拨开功能和传感器本 身的姿态控制。并且，该实施方式的传感器装置的一个大的特征在于采用了片保持部500， 该片状保持部500保持片状的传感器保持体200的周围，并在该传感器保持体 200和被检者头皮之间维持规定的间隙，同时确保用传感器保持体200和被检 者头皮遮光的遮光空间501。若采用形成了该遮光空间501的实施方式，存在 变更检测传感器主体410和发光传感器主体310的姿势用的足够空间，而且确 保为保证与发汗相应的通气性用的足够空间。并且，该片保持部500由于用橡胶等软质材料形成，向被检者的安装容易。另外，片保持部500由于在两侧的电路板布置502上内置有差动放大器、 A/D转换器和传感器通信部等，由于能通过安装该传感器装置而选择备用状 态，所以能提高响应性。以下，参照图2至图12,更详细地说明该实施方式的检查装置。并且， 对于相同部位和箭头等用相同符号表示，省略了重复说明。首先，参照图2，说明该第一实施方式的生物光计测装置的概略构造。图 2表示该实施方式的生物光计测装置的概略结构图。在图2中，用符号1总括表示的生物光计测装置的构成包含安装在被检者 头部的传感器装置IOO和对从传感器装置IOO输出的电信号进行图像处理并进 行图像等显示的生物光计测装置主体10。如上所述，上述传感器装置100的 构成包含传感器保持体200、多个发光传感器300、多个检测传感器400、片 保持部500、固定带部600和罩子部700等。该实施方式的传感器装置100,通过把传感器保持体200形成为大致横向 长的长方形，用有厚度(深度)的片保持部500包围该传感器保持体200的周 围，在该片保持部颁标500的长度方向的两端安装固定带部600形成，以便具 有"护目镜形状"的外观。而且，根据该实施方式，在将上述传感器保持体这种姿势，通过片保持部500，用规定的间隙而且确保遮光了的遮光空间501,
把上述传感器保持体200安置在被检者头部的规定位置上。而且，由于片保持部500用有柔软性的材料形成，从而能形成与大致球体状的被检者头部形状吻 合而弯曲的形状，因而能使传感器保持体200与检者头部吻合。再有，由于固 定带部600具有能调整长度的现有构造，所以能与被检者的体系配合地把传感 器装置IOO安置在被检者头部的规定位置上。另外，该片保持部500在长度方向的两侧分别具有电路板布置502。即， 如图2的左下放的引出框所示，具有差动放大器550、 A7D转换器551和传感 器通信部552及电源部560。在该实施方式中，釆用布线片230作为一个传感 器保持体200的叠层构件。这种布线片230由卧于矩阵状排列的发光传感器 300和才企测传感器400之间的方式布线那样的多个带状片构成。在该实施方式 中，布线片230具有左右分开的一对构造，在两侧配置连接的左右的发光传感 器300和检测传感器400的电路板布置502上布线。另外，在该实施方式中，使矩阵状配置的发光传感器300和检测传感器 400左右分开，用左右一对布线片230把其布线在左右的电路板布置502上， 但不限定于此。例如，也可以是分开发光传感器300和4全测传感器400,对其 左右布线的构造，或者，也可以是每一行左右分开布线，或者，也可以在单侧 汇集的电路板布置502上布线。再有，在该实施方式中，在片保持部500上设有电路板布置502，但也可 以在通过软线连接的另外的电路板座上设置电路板布置502。另一方面，多个发光传感器300和检测传感器400交替且矩阵状配置，使 检测传感器400位于用斜线表示的发光传感器300的两邻。因此，从一个发光 传感器3A照射的光，能用配置在X方向和Y方向的两邻的四个;f企测传感器 4A、 4B、 4C、 4D的一企测部411进行斗全测。换句话说， 一个才企测传感器400 能检测从配置在X方向和Y方向的两邻的四个发光传感器300照射的光。即， 若根据该实施方式，可以计测安装有传感器装置100的整个区域的血液动态变 化。另外，如图2的下部右侧的引出框内所示，发光传感器300和检测传感器 400具有同样的构造。这里，以检测传感器400的构造为中心进行说明，对于 发光传感器300，则以与检测传感器400的不同点为中心进行说明。 上述发光单元311具有图2的左上的引出框内所示的光源部315和除去因 外来原因引起的噪音用的振荡器316。这里，作为发光部311虽能使用半导体 激光器、钛兰宝石激光器、发光二极管等，但在该实施方式中，以采用具有发 光二极管的发光部311的发光传感器主体310的例子进行说明。另外，上述^^测单元411具有如图2右上的引出框内所示的检测部415、 锁定放大器416和对数放大器417。这里，作为检测单元411虽能使用光电二 极管和光电子倍增管等的光电变换元件，但在该实施方式中以采用具有光电二 极管的检测单元411的检测传感器主体410的例子进行说明。另一方面，上述生物光计测装置主体10的构成包含计算机11、显示部12 和主体通信部13。在该实施方式中，通过在该生物光计测装置主体IO和上述 传感器装置100上分别设置主体通信部13和传感器通信部552,能以无绳方 式将该生物光计测装置主体IO和传感器装置100电连接。因此，头部安装了 传感器装置100的被;险者没有通过软线与上述生物光计测装置主体10连接， 由于电连接，不受软线类的限制，能用上述生物光计测装置主体IO计测被才企 者的检查结果。若采用这种生物光计测装置1,从电路板布置502的电源部502接收电源 供给而从光源部315发出的约1.5mW的弱近红外光(光)，用未图示的透镜 系统在光源部315内聚光，通过在光源部315的下部设置的突起部412的照射 用的光纤413向被;险者50的头部照射。从光源部315发出的光，为了除去外 来原因引起的噪音，用振荡器316以100Hz 10MHz左右的任意频率f进行强 度调制。使用的光的波长虽取决于生物体内的目标物质的分光特性，但从血液内的 Hb和Hb02的浓度计测氧饱和度和血液量的场合，从600nm 1400nm的波长 范围的光中选择一个或多个波长范围使用。向被检者50的头部照射的光通过 照射用光纤413的视野区域，通过该区域内的血管等的血液动态局部变化的区 域，通过在检测单元411的下部形成的突起部412的检测用光纤413，由检测 部415进行检测。通过才企测用光纤413由检测部411 ;险测的光在该;险测部411进行光电变换， 以通过光的强度作为电信号的强度输出。表示从多个检测部411输出的通过光
的强度的电信号用各自的锁定放大器416只提取光源的光强度调制频率成分，用各自的对数放大器417进行对数变换后，通过布线片230收集到电路板布置 502中。由多个检测部411收集的信号输入到电路板布置502的差动放大器550 中。该差动放大器550,例如，向负极输入来自4全测传感器400a的输出，来 自检测传感器400b的输出被输入到正极，作为结果，输出不同的二处位置的 通过光强度的差分信号作为输出信号。来自该差动放大器14的输出信号逐次 用A/D转换器15变换为数字信号，通过传感器通信部552发送给生物光计测 装置主体10。生物光计测装置主体10通过主体通信部13接收的信号被计算机16取入 处理后，作为时间系列数据被显示在显示装置17上。这里，该实施方式中， 对于主体通信部13和传感器通信部552虽采用无线通信的方式，但也可以通 过红外线和其它通信手段进行信号的发送接收。当然，也可以通过软线连接， 但那种情况限被检者的行动自由度将受到制。如图2右下的引出框内所示，在该实施方式中，片状的传感器保持体200 由在该传感器保持体200的外表面设置的外片221、在该传感器保持体200的 被检者头部侧的内表面设置的内片222以及在外片221和内片222之间设置的 遮光片223和布线片230构成。在该实施方式中，上述外片221和内片222 由以在5mm至10mm的厚度范围形成的树脂纤维形成的立体纺织品构成。该立体纺织品一般称为三维织物，是在纵、横、垂直的三个方向立体组织 纤维材料(线状)的织物，作为连接线的原料，可以是由聚对苯二曱酸乙二酯、 聚对苯二曱酸丁二醇酯、聚对苯二曱酸亚丙基酯等制造的聚酯系纤维，棉，铜 氨人造丝、粘胶人造丝、精制纤维素纤维等的纤维素系纤维，尼龙6、尼龙66 等制造的聚酰胺系纤维等任一种纤维。纤维的形态可以釆用灯丝系和引线系的 任一种纤维。在该实施方式中，通过采用立体纺织品，能以适当的厚度实现轻量化的同 时可靠地保持上述发光传感器安装部350或检测传感器安装部450,并能通过 在该立体纺织品内形成的空间使被检者的发汗良好。另一方面。遮光片223能改善用立体纺织品形成的传感器保持体200的遮
光性的不良度，在该实施方式中，在外片221和内片222之间插入黑色树脂纤 维的布料。通过采用该遮光片223,能防止外部光线进入到传感器保持部220 内，同时也吸收从头皮反射的反射光，也能期待提高测定性能的效果。在该实施方式中，作为布线片230，例如，采用在薄的树脂薄膜表面粘贴 了铜箔等的带状的柔性印刷电路板。因此，不会引起传感器保持体200的厚度 不均，能实现进行了布线的叠层构造。另外，在该实施方式中，对上述传感器保持体200进行热压接，形成与被 检者头部的弯曲形状相吻合的弯曲的立体形状。在该实施方式中，采用在检测传感器主体410的主突起部412的周围配置 了多个副突起部414的"由多个点构成的面接触"构造。现有技术的发光传感器和检测传感器，在与被检者50的接触面60采用具 有直接或用突起部来增强照射用或检测用光纤的构造的"一点的点接触"方式。 因此，具有难以将在多个安装在传感器保持体上的各传感器主体的前端部突出 设置的光纤前端部相对头部皮下维持垂直的姿势的这个问题。在现有技术中， 虽然具有微调旋钮，能变更光纤前端部的姿势，但具有调整许多传感器的垂直 姿势需要时间等的问题。在该实施方式中，由于把与被检者50的生物体表面(接触面60)的接触 做成具备其轴心具有上述光照射装置(发光部311 )或检测装置(检测部411 ) 与外部连通的光传输装置(照射用光纤313或检测用光纤414 )的主突起部412， 以及在该主突起部412的周围具有突出的长度大致相同的多个副突起部414 的构造，因而能很容易地以与生物体表面垂直的姿势支撑上述光传输装置。在该实施方式中，如图2的下部的引出框内所示，通过在上述主突起部 412的同心圆Pl、 P2上以等间隔设置各四个副突起部414，能控制四个方向的 倾斜，所以能减轻上述现有技术的问题。特别是在该实施方式中，由于通过片保持部500将向传感器保持体200的 上部突出的尺寸做得较短，将传感器保持体200和生物体表面(接触面60) 之间的距离做得较长，因而被传感器保持体200保持的发光传感器300和检测 传感器400难以使主突起部412的前端贴紧生物体表面(接触面60)。这点， 由于在该实施方式中能用副突起部414抑制四个方向的倾斜，所以能解决上述问题。若副突起部414在主突起部412的周围有三个以上，由于具有副突起部414的检测传感器主体410以垂直的姿势自立，所以能期待上述同样的效果。 另外，在该实施方式中，通过用有柔软性的树脂材料、橡胶、弹性体等的 稍微软的材料形成副突起部414，从而能使被检者50感到舒适并且很容易地 形成检测传感器主体410的垂直姿势。如上所述，发光传感器300也因具有同 样的构造而能得到同样的效果。在该实施方式中，以主突起部412为中心可旋转地支撑主突起部412和多 个副突起部414。在这种生物光计测装置中，存在因生物体表面的毛发妨碍而 使光纤前端难以贴紧被检者50的生物体表面的问题。而且，在现有技术中， 由于传感器和头部皮下的接触点成为"1点接触"，用光纤的前端部拨开毛发 进行调节，所以具有边拨开毛发边调节多个传感器的垂直姿势需要时间的问 题。在该实施方式中，由于以主突起部412为中心可旋转地支撑具有主突起部 412和副突起部414的发光传感器主体310和检测传感器主体410，通过使该 副突起部414旋转，副突起部414的前端拨开毛发，所以使检测用光纤413 的前端很容易与生物体表面贴紧。而且，副突起部414以主突起部412为中心 旋转，所以能容易取得检测传感器主体410的垂直姿势。再有，由于用有柔软性的材料形成副突起部414,轴心具有检测用光纤 413，有柔软性的副突起部414以具有比副突起部414的强度更大的主突起部 412为中心旋转，所以能很容易地进行毛发的拨开和姿势的控制。另外，在该 实施方式中，通过在主突起部412的周围具有2级副突起部414,即使旋转的 范围小，也能拨开毛发。如上所述，发光传感器300也因具有同样的构造而能得到同样的作用效果。另外，在该实施方式中，使发光传感器主体310和检测传感器主体41O在 传感器保持体200的外表面露出，通过在露出部安装罩子部700，从而可借助 于该罩子部700使发光传感器主体310和检测传感器主体41O旋转。因此，即 使在将传感器装置100安装在被检者的状态下，也能用手指抓住在传感器保持 体200的外表面露出的罩子部700使其旋转，能简单地使上述副突起部414旋转，所以能简单进行上述毛发的拨开和姿势的变更。在该实施方式中，在发光传感器主体310和检测传感器主体41O的用罩子 部700覆盖的部分设有信号连接器418。因此，通过罩子部700的装卸使结线的旋转而使断线少，并且，由于该结线部被罩子部700隐蔽，因而结线部不会 脱落也更加美观。另外，在该实施方式中，发光传感器主体310和检测传感器主体410由具 有发光单元311或检测单元411的第一筐体421以及可旋转安装在该第一筐体 421周围的第二箧体422构成。上述第一筐体421设有主突起部412和副突起 部414，上述第二箧体422与发光传感器安装部350或检测传感器安装部450 能装卸地安装。若根据这种构造，既能使具有上述主突起部412和副突起部414的第一筐 体421旋转，也能从检测传感器安装部450装卸由第一筐体421和第二筐体 422构成的^^测传感器主体410。另外，由于上述第二箧体422具有弹簧件423,通过该弹簧件423能使第 一筐体421沿着被4企者的方向滑动移动，所以能与被检者的头部的凹凸吻合， 能提高由多个点接触构成的面接触的紧密度。接着，参照图3至图8，更详细地说明检测传感器的周边构造。图3是检 测传感器周边构造的展开图。图4是检测传感器周边构造的展开图。图5是检 测传感器的剖面图。图6是检测传感器的外观图，图6(a)是正视图，图6(b) 是右侧视图，图6(c)是后视图，图6(d)是左侧视图，图6(e)是俯视图，图6 (f) 是仰视图。图7是检测传感器的伸缩结构的说明图，图7(a)是剖视图，图7 (b)是延伸状态的立体图，图7 (c)是收缩状态的立体图。图8是^f企测传感器旋 转状态的说明图，图8(a)是外观立体图，图78(b)是仰视图。这里，如上所 述，由于发光传感器300具有与检测传感器400同样的构造，这里省略其说明。在图3中，传感器保持体200设有多个在规定位置安装检测传感器安装部 450用的开口部224。而且，该传感器保持体200在一对外片221和内片2" 之间具有设有遮光片223和布线片230的叠层构造。在该实施方式中，在外片 221侧设有布线片230,在内片222侧设有遮光片223。再有，在该实施方式中，检测传感器安装部450具有高度低的筒状外观， 并在其一端侧设有一对向外周突出的环状凸缘部454，在一对凸缘部4M之间 嵌合并固定开口部224。在该实施方式中，装配时，预先准备形成有开口部224的外片221和内片 222及遮光片223，以规定的顺序，而且在上述开口部224布线片230与它们 对准位置进行热压接而使其接合。在进行这种接合时，通过从上述开口部224 露出布线片230的结线端子230a进行热压接，则很容易进行以后的与检测传 感器400的接合。周围被切断成规定尺寸的传感器保持体200把其周围端部插入到在片保 持部500的内侧形成的接合槽503中并用粘接剂等固定。在固定时，使布线片 230的另一端与电路板布置502接合。另一方面，在固定于传感器保持体200的规定位置的检测传感器安装部 450 (发光传感器安装部350)上，可装卸地安装检测传感器主体410 (发光传 感器主体310)。并且，安装在检测传感器安装部45Q上的检测传感器主体410 将上述布线片230的结线端子230a与设置于其上部的信号连接器418连接。另夕卜，在上述一企测传感器主体410的上部设有与信号连接器418邻接的罩 子安装孔419，能把罩子部700上形成的连接杆701 (参照图5 )插入到该罩 子安装孔419中来安装罩子部700。接着，参照图4至图8，说明检测传感器主体410的具体构造和与检测传 感器安装部450的安装构造。在图4中，检测传感器主体410由圆柱状的筒状 第一筐体421和在其周围配置的第二筐体422构成。在图4中，筒状第一筐体421在圆柱形状的上面设有上述信号连接器418 和罩子安装孔419 ，在圆柱形状的下面设有主突起部412和多个副突起部414。 还在圓柱形的圆周侧面的下端部形成向外侧突出的凸缘424,在圆周侧面的上 端部的相对的位置设有一对突起部425。另一方面，第二筐体422由筒状外周篋体426和线圈状的弹簧件423构成。 在与外周筐体426的上端部相对的位置形成一段低的凹部4"，在与凹部427 偏移90度的位置形成向外侧和上方(中心轴方向)突出的把持部428。该把捏手部利用。
并且，第一筐体421和第二筐体422按照以下方式进行组装，即在第一筐 体421的外圆插入弹簧件423，接着插入外周筐体426,在凸缘424和突起部 425之间夹住并保持弹簧件423和外周筐体426。根据这种构造，弹簧件423 的一端固定在凸缘424上，另一端以向突起部425 —侧挤压外周筐体426的方 式作用。另外，虽然外周筐体426其一端被突起部425阻止而不能移动，但由 于弹簧件423伸缩，能使第一筐体421向另一端滑动移动。
另外，在与上述外周箧体426的外周相对的位置上设置一对固定突起429。 另一方面，在检测传感器安装部450的内面形成从上端向下方延伸再横向延伸 的L型的结合槽451。根据该构造，插入装配好的检测传感器主体410,从而 使外周筐体426的固定突起429与检测传感器安装部450的结合槽451配合， 然后若使其旋转，则能将检测传感器主体410固定在检测传感器安装部450 上。
这样，在该实施方式中，相对检测传感器安装部450,由于能简单地装卸 检测传感器主体410，所以检测传感器主体410的维护容易。
另外，在该实施方式中，第一筐体421通过在其圆周侧面上设置的突起部 425填入到外周f体426的凹部427中，突起部4"在凹部42上沿圓周方向 移动，从而能使检测传感器主体410旋转。因此，检测传感器主体410的旋转 能以在凹部427的圆周方向的角度6 1的范围内摆动的方式旋转。这是因为， 旋转范围自由时，信号连接器418和结线端子230a的结线产生障碍，毛发的 拨开动作和检测传感器主体410的姿态变更通过摆动动作则能充分地达到目 的。
在图5中，筒状的检测传感器安装部450在其内面的下侧形成向内侧突出 的凸缘452。由于检测传感器安装部450和检测传感器主体410的固定通过把 外周筐体426固定在检测传感器安装部450上进行，因而相对外周筐体426 滑动移动的第一筐体421所起的作用是，经常把第一筐体"1的下端压向上述 凸缘452。
与此相对，如图7所示，若从被;险者一侧施加压力Q,则其作用为从图7 (b)
所示的弹簧件423拉伸的状态变到图7 (c)所示的弹簧件423被压缩。因此， 如图7 (a)图所示，第一蘆体421向上方移动，其作用为/人^皮;险者一侧吸收 压力Q。因此，由于能使多个检测传感器主体410和发光传感器主体310的每 个与被检者头部的凹凸吻合，使检测传感器主体410及发光传感器主体310 的主突起部412的前端与被;险者的头皮贴紧，其结果，由于每个第一筐体421 相对检测传感器安装部450只向上方突出Hl来吸收压力Q，所以能使上述传 感器装置100整体与被;险者的头部吻合。返回到图5,第一筐体421分开为具有检测单元411的主筐体430和具有 主突起部412和副突起部414的緩冲材料部431。缓冲材料部431由软质材料 形成，能使被检者没有痛感地与其头皮接触。而且，缓冲材料部431用粘接剂 安装在主突起部412上，作为消耗品可进行更换。另外，如图6(f)及图8(b)所示，副突起部414形成为顶点具有圆形的倒 圆锥台形状，并且以从内侧向外侧张开的方式形成。因此，其作用为经常使多 个副突起部414的前端贴紧被检者的头皮。即，能使检测传感器主体410相对 被检者的头皮独立地作用。这种独立作用通过使检测传感器主体410旋转能进 一步加强。在该实施方式中，外侧的副突起部414由于对检测传感器主体410 姿势的控制的作用更大，因而做得得比内侧的副突起部414更粗。另外，内侧 的副突起部414埋在外侧的副突起部414和主突起部412之间，用主突起部 412和副突起部414做成"由多个点构成的面接触"构造。因此，在使被检者 没有痛感并使检测传感器主体410自立的同时，可通过使副突起部414旋转提 高拨开在该"面接触，，内存在的毛发的效率，并能使主突起部412的前端与头 皮贴紧。返回到图5，罩子部700把截面形状做成圓顶状，将连接杆701做成从其 内面垂向下方。因此，当用手指捏住罩子部700旋转时，该旋转力，通过连接 杆701和罩子安装孔419的连接而能使设置在第一筐体421上的副突起部414 旋转。结线端子230a通过罩子部700和检测传感器主体410的间隙与安装在 罩子部700内的信号连接器418连接。另外，如图6所示，罩子部700在其两侧形成缺口部702,从而使设置在 第二箧体422上的一对把持部428避让。该缺口部702,如图4说明的那样，
做成与第二筐体422的凹部427的圆周方向的角度6 1相同。而且，如图8(a) 所示，若采用具有该角度6 1大小的缺口部702,能把这一对缺口部702形成 适应于用拇指和食指捏住罩子部700的形状。另一方面，通过在罩子部700形成缺口部702，由于可以用拇指和食指很 容易捏住镶嵌配置在缺口部702中的一对把持部428,所以能使检测传感器主 体410旋转而从4企测传感器安装部450简单地装卸。接着，参照图9至图11,进一步说明传感器装置100的总体构造。这里， 图9是传感器部装置的外观图，图9(a)是立体图，图9(b)是俯视图，图 9(c)是左侧视图，图9 ( d )是正视图，图9 ( e )是后视图，图9 ( f )是仰 视图。图10是检测传感器的垂直控制动作的说明图，图10 (a)是垂直姿势 的检测传感器的侧^L图，图10 (b)是姿势控制动作的说明图，是传感器装置 总体的剖视图。图11是传感器装置的头部紧固构造图，图11 (a)是安装了 传感器装置的状态的侧视图，图11 (b)是紧固构造的放大图。首先，在图9中，该实施方式将传感器保持体200制成横向较长形状，在 其面积内以横10列、纵3行的排列将发光传感器300和^f企测传感器400配置 成阵列状。在该实施方式中，通过去掉一个两侧下部的发光传感器300或检测 传感器400,从而把传感器保持体200的两侧制成尖细的形状。另外，该横向 较长形状的传感器保持体200用片保持部500保持其周围。片保持部500由橡 胶材料等软质材料形成，由于把传感器保持体200的周围用具有厚度的带包 围，所以在传感器保持体200和被检者头部之间能形成有均匀深度的遮光空间 501。而且，该片保持部500也把两侧制成尖细形状，可以在其尖细的前端安装 固定带部600的皮带601的一端。将两端部连接在这一对皮带601的另一端， 由于设有调整皮带长度的皮带固定部602,因而可以通过拉伸一对皮带601的 另一端并用皮带固定部602固定而把片保持部500固定在头部的任意位置。因 此，被检者能以将护目镜安装在头部的方式安装传感器装置100。如图10(c)所示，固定在上述传感器保持体200上的检测传感器主体410 和发光传感器主体310,与外侧的突出量相比向内侧(遮光空间501)突出较 大。这样，由于向外侧突出大的部分变少，所以能减轻该突出部被什么挂住。
特别是由于用罩子部700保护向外侧伸出的部分，所以既能进一步解决上述问 题，更能提高其美观。此外，在该实施方式中，由于把信号布线收放在传感器保持体200内，并像以前那样无数的针飞出，使信号布线显眼的外观整洁，能减轻对被4企者造成 的不愉悦感。另一方面，；险测传感器主体410和发光传感器主体310，将其上部保持在 传感器保持体200上而配置成向遮光空间501—侧较大地伸出。而且，将片保 持部500的深度尺寸设定为，使得设置在该检测传感器主体410和发光传感器 主体310的前端的主突起部412的前端与被检者的头部接触。虽然存在向遮光空间501 —侧伸出较大的检测传感器主体410和发光传感 器主体310维持主突起部412的前端与被检者的头部接触的姿势难以维持的问 题，但在该实施方式中，由于通过在主突起部412的周围设有多个副突起部 414，从而使主突起部412和副突起部414与被检者的头皮因多点接触而成为 面接触，检测传感器主体410和发光传感器主体310本身独立作用，使主突起 部412的前端与被;险者的头部接触成为正确的姿势，所以能解决上述问题。即，由于副突起部414在上述主突起部412的同心圆Pl、 P2上等间隔设 置4个副突起部414 ，如图10(a)所示，能使检测传感器主体410在被检者 50的头皮上以垂直的姿势自立。因此，由于能使设置在主突起部412的中心 轴Ql上的检测用光纤413成为垂直的姿势而提高精度。再有，即使安装时检测传感器主体410和发光传感器主体310成为倾斜的 姿势，通过使它们旋转，也能使其姿势成为上述正确的姿势。反过来说，在该的间隙，确保了;f全测传感器主体41()和发光传感器主体310姿势控制的空间。 即，如图10 (b)所示，把传感器装置100安装在被检者50上时，检测 传感器主体410的中心轴Ql是倾斜的姿势时，通过捏住罩子部700使第一筐 体421旋转，能使检测传感器主体410的中心轴Ql接近于垂直，成为图IO( a ) 所示的垂直姿势。这时，通过与上述緩沖材料部431的并用，使上述姿势控制 动作变得更更容易进行。而且，如图10(b)所示，由于用有柔软性的材料形
成副突起部414,利用该弹性克实现上述姿势控制动作的提高。特别是在该实施方式中，由于主突起部412在其轴心上具有检测用光纤413,变得比副突起 部414的柔软性硬，因而随着上述旋转可实现上述姿势控制动作的提高。这样，在该实施方式中，通过确保传感器保持体200和被检者的头皮之间 的间隙较大的遮光空间501,利用该宽阔的空间能确保改善被检者发汗的通气 性。如图ll所示，在该实施方式中，为了进一步提高该传感器装置100向被 检者的安装性，采用传感器头部紧固构造。如图11 (b)所示，在该实施方式 中，准备在扁平的环状垫圈构件651的两端具有导线保持突起部652的紧固附 件650，将其与传感器保持体200 —同安装在上述凸缘部454上，或者在安装 罩子部700时安装中段的发光传感器300和检测传感器400。另外，在安装皮 带601的片保持部500上设置导线安装部653,把通过了导线安装部653的导 线654安装在该导线安装部653上。若釆用这种构造，能整体挤压容易浮动的 传感器保持体200的中央部。另外，在该实施方式中，做成把皮带601的一端相对片保持部500安装在 稍微下方的构造。因此，通过使皮带固定部602位于被检者头的后面的位置而 提高片保持部500的安装性。在该实施方式中，作为进一步提高传感器装置 100安装性的装置，能4巴第二固定带部610相对片保持部500安装在稍微上方 (参照虚线部分)。若使用该第二固定带部610,能在被检者头部的上方固定 传感器装置IOO。因而，若安装二个固定带部，通过包围被检者头部的3点， 即，片保持部500的头部前部、固定带部600的头的后部、第二固定带部610 的头部后部上方，对能可靠保持传感器装置100的有脱落危险性的动作时的检 查是有效的。接着，参照图12,说明该实施方式的传感器装置100的其它应用例子。 图12是表示其它的布线片的应用例子的外观图，图12 (a)是布线片的外观 图，图12 (b)是布线片的装配状态的说明图。在图12中，该实施方式的布线片240是用于将在传感器装置100的外部 生成的光源通过光纤引导到发光传感器300的类型的传感器装置的布线片 240。
在上述实施方式中，虽然以采用具有发光二极管的发光部311对发光传感 器300进行了说明，但也可以安装连接传递在外部生成的光源的光纤的未图示的发光传感器主体，代替具有发光部311的发光传感器主体310。这时，通过 对光纤进行布线来代替结线端子230a,其它构造就没有必要作大的变更。可 是，虽然存在把光纤引导到各发光传感器的问题，但这时，若准备具有与紧固 附件650同种构造的附件，并安装光纤代替导线654,则能整理光纤进行布线。可是，在经常使用采用外部光源的发光传感器主体的场合，不需要在传感 器保持体200的内部布线的布线片230。因此，以采用图12 (a)所示的检测 传感器400专用布线的布线片240为宜。另外，在上述的第一实施方式中采用的布线片230和该布线片240预先沿 球面形成，使其与弯曲形成的传感器保持体200匹配。这里的说明虽用布线片 240说明，但其构造也能在布线片230釆用。该实施方式的传感器装置100以与被检者的球状头部形状吻合的方式弯 曲形成。特别是传感器保持体200采用叠层构造为弯曲形成而需要工夫。因此， 在该实施方式中，如图12 (a)所示，采用预先沿球面形成的布线片M0。该布线片240和上述布线片230同样，做成具有左右一对的构造。该布线 片240从在端部形成的基材241引出多条带状的支材242,做成对该支材242 再分支的构造。该分支了的端部243形成长方形并使其从传感器保持体200 的开口部224露出。若根据该实施方式，如图3所示，预先准备弯曲的未图示的金属模，在该 金属模内以内片222、遮光片223、布线片240、外片221的顺序，而且通过 开口部224使其对位，同时叠层而使该布线片240的端部242从开口部224 露出，并进行压焊接成形。在该成形时，由于内片222、遮光片223和外片221 是纺织品，虽然从扁平的片状纺织品向立体的纺织品变形容易，但进行了布线 的通常布线片并不适应这种成形，存在因折皱之类产生成形不良的问题。可是， 由于本实施方式的布线片240事前与球面吻合地成形，而且做成多个分支的构 造，如图12(b)所示，能形成从开口部224露出端部242的成形物250。该 成形物250可通过切下周围而形成传感器保持体200。
权利要求
1. 一种传感器装置，用于具有向生物体表面照射光的光照射装置和检测通过生物内部并从生物体表面出射的光强度的光检测装置的生物光检测装置；其特征在于，本装置的构成包含片状的传感器保持体，以规定的间隙安装在该传感器保持体上的多个发光传感器及多个检测传感器，把上述传感器保持体保持在生物体表面的规定位置的片保持部以及用于把该片保持部安装在生物上的固定带部；上述多个发光传感器及多个检测传感器包含具有发光单元或检测单元的传感器主体和把该传感器主体可装卸地安装在上述传感器保持体的规定位置的传感器安装部；上述片保持部包围上述传感器保持体的周围，在该传感器保持体和生物体表面之间具有规定的间隙并形成遮光的遮蔽空间；传感器主体在一端具备具有光传输装置的上述主突起部和在该主突起部的周围配置的多个副突起部；为了使具有上述主突起部和上述副突起部的一端在上述遮蔽空间中露出，并使另一端在传感器保持体的外侧露出，上述传感器安装部以上述主突起部为中心可旋转地保持上述传感器主体，而且选择并保持上述传感器保持体向上述遮蔽空间侧的突出量，使其比向传感器保持体的外侧的突出量更大。
2. 根据权利要求1记载的传感器装置，其特征在于，上述传感器保持体是将在外片和内片之间配置的遮光片和布线片叠层而 成的构造体。。
3. 根据权利要求1记载的传感器装置，其特征在于， 上述片保持部具有电路板，该电路板具有能与生物光4企测装置主体进行无线通信的通信装置及对上述传感器装置供给电源的电源部；上述生物光检测 装置主体对从上述传感器装置输出的电信号进行图像处理并进行图像等的显 示。
全文摘要
本发明涉及传感器装置。本发明的目的在于提供一种提高检测精度，同时向被测者的安装容易的传感器装置。其主要特征是在可安装在生物体上的传感器装置中，片保持部包围传感器保持体的周围，在该传感器保持体和生物体表面之间形成具有规定间隙并遮光的遮蔽空间。并且，传感器主体在一端具有具备光传输装置的主突起部和在该主突起部的周围配置的多个副突起部。为了使具有主突起部和副突起部的一端在上述遮蔽空间中露出，使另一端在传感器保持体的外侧露出，传感器安装部以主突起部为中心可旋转地保持传感器主体，而且选择并保持传感器主体的遮蔽空间侧的突出量，使其比向传感器保持体的外侧的突出量更大。
文档编号A61B5/00GK101396261SQ20081012976
公开日2009年4月1日 申请日期2008年8月18日 优先权日2007年9月28日
发明者二乃宫笃, 笠井嘉 申请人:株式会社日立制作所